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Clase: Dissertação
Título : Simulação em três dimensões da dinâmica de divisão e crescimento celular
Autor(es): Milane, Denner Pacheco
Orientador: Lobosco, Marcelo
Co-orientador: Santos, Rodrigo Weber do
Miembros Examinadores: Pigozzo, Alexandre Bittencourt
Miembros Examinadores: Toledo, Elson Magalhães
Resumo: Estudos recentes apontam um aumento contínuo nos gastos públicos e privados com as doenças de neoplasia benigna e maligna, conhecidas como tumor e câncer, respectivamente. Além de custos diretos, com medicamentos, hospitalizações e cirurgias, e indiretos, decorrentes de ausências no trabalho e aposentadorias por invalidez, a doença tem grande impacto social, especialmente para as camadas mais pobres da sociedade, que muitas vezes não conseguem realizar o diagnóstico e início do tratamento das doenças em seus estágios iniciais. Diante deste quadro, torna-se essencial elevar os investimentos em pesquisas voltadas para o melhor entendimento dos mecanismos associados ao desenvolvimento de tais patologias, permitindo assim que no futuro a cura destas seja alcançada. A modelagem matemática-computacional pode ser de grande ajuda, permitindo que um grande número de hipóteses associadas ao surgimento, desenvolvimento e migração dos tumores seja avaliada em um curto intervalo de tempo. Este trabalho propõe-se a investigar as interações mecânicas de divisão e crescimento celular de um tumor envolvendo células tronco e a sua transformação em câncer proveniente da formação e metástase de pseudópodes, os quais contêm células tronco cancerígenas. Através da modelagem computacional, foram simuladas as interações entre células tronco cancerígenas e epiteliais, utilizando para este fim um software de código aberto, chamado CellSim3D, que representa células como esferas elásticas tridimensionais com força elástica, fricção, repulsão, atração e pressão osmótica. Ao alterar a força de repulsão nas células tronco cancerígenas e a força de atração nas células epiteliais, além de acrescentar ruído bioquímico, foi possível observar a formação de pseudópodes no tumor. Os resultados computacionais foram comparados a resultados de experimentos in vitro, mostrando boa conformidade qualitativa com esses.
Resumen : Recent studies point out a continuous increase in public and private spending on benign and malignant Neoplastic Diseases, also known as tumor and cancer, respectively. In addition to direct costs, with medicines, hospitalizations and surgeries, and indirect costs, resulting from missing work and disability pensions, the disease has a great social impact, especially for the poorest layers of society, who are often unable to make the diagnosis and start treatment of these diseases in their early stages. For this reason, it is essential to increase research investments to better understand the main mechanisms associated to the development of such pathologies, thus allowing achieving the cure of both diseases in the future. Mathematical-computational modeling can be of great help, allowing a large number of hypotheses associated to the start, grow and spread of tumors to be evaluated in a short period of time. This work propose to investigate the mechanical interactions of cell division and the growth of a tumor involving stem-like cells, and their progression into cancer due to the formation and metastasis of pseudopods, which contain cancer stem cells. Using computational modeling, interactions between epithelial and cancerous stem-like cells were simulated, using an open source software called CellSim3D, which represents cells as three-dimensional elastic spheres with elastic, friction, repulsion and attraction forces, as well as osmotic pressure. By changing the repulsion force in cancer stem cells, the attraction force in epithelial cells, and adding biochemical noise, it was possible to observe the formation of pseudopods in the tumor. The computational results were compared to results of in vitro experiments, showing good qualitative compliance with them.
Palabras clave : Modelagem computacional
Neoplasia
Mecânica
Computational modeling
Neoplastic diseases
Mechanics
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
Idioma: por
País: Brasil
Editorial : Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Sigla de la Instituición: UFJF
Departamento: ICE – Instituto de Ciências Exatas
Programa: Programa de Pós-graduação em Modelagem Computacional
Clase de Acesso: Acesso Aberto
Attribution 3.0 Brazil
Licenças Creative Commons: http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/
URI : https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/12332
Fecha de publicación : 2-mar-2020
Aparece en las colecciones: Mestrado em Modelagem Computacional (Dissertações)



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