Desarrollo y validación de un modelo estocástico para la simulación de la proliferación, migración y diferenciación celular

Garijo Millán, Noelia
Pérez Ansón, María Ángeles (dir.)

Universidad de Zaragoza, CPS, 2011
Ingeniería Mecánica department, Mec. de Medios Contínuos y Teor. de Estructuras area

Máster Universitario en Mecánica Aplicada

Abstract: Este trabajo fin de máster presenta un modelo estocástico para la simulación de la proliferación, migración y diferenciación celular. En concreto, el modelo se validará con la simulación de unos ensayos in vitro realizados con células satélites musculares. La migración y proliferación celular se ha modelado en diversos trabajos de la literatura como un proceso similar a la difusión. Sin embargo, los modelos de difusión para simular la proliferación y migración celular tienden a crear una distribución homogénea en la densidad celular, pero tal resultado puede no ser real. La utilización de modelos estocásticos o de otro tipo (automatas celulares, modelos de partículas, etc.) puede paliar está restricción. Por lo tanto, en este trabajo se presenta un modelo estocástico (random-walk) para simular la proliferación, migración y diferenciación celular. Los tres procesos se consideran como completamente estocásticos además de discretos. El modelo desarrollado se ha implementado en Matlab donde se pretente aplicar para predecir el comportamiento in vitro de unos cultivos celulares realizados con células satélite musculares adultas. En estos cultivos se ha observado una distribución no homogénea de las células dentro del pocillo de cultivo. La utilización de un modelo estocástico permite predecir este resultado mejor que un modelo de difusión continuo. El modelo se ha validado no sólo cualitativamente (distribución celular en los pocillos de cultivo) sino también cuantitativamente incorporando los ratios de proliferación y diferenciación entre los resultados in vitro y numéricos. Se ha realizado también un análisis de sensibilidad de los parámetros del modelo determinando, su influencia en los resultados. En el modelo desarrollado se ha incorporado otro aspecto como la diferenciación celular, considerando varias poblaciones celulares simultáneamente. En el proceso de diferenciación se ha intentado simular la creación de nanotubos o estructuras alargadas tal y como se muestran en los resultados in vitro.

Free keyword(s): modelo estocástico ; random-walk ; autómatas celulares ; células satélites musculares

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Master