Cultura de células 3D in silico por meio de técnicas de Modelagem Baseada em Agentes: aplicações em engenharia de tecidos (2021)
- Authors:
- Autor USP: SILVA JUNIOR, WILLER FERREIRA DA - EACH
- Unidade: EACH
- DOI: 10.11606/D.100.2021.tde-23112021-170728
- Subjects: ENGENHARIA TECIDUAL; SISTEMAS DINÂMICOS; BIOPROCESSOS; BIOLOGIA CELULAR
- Keywords: Agent Based Modeling; Complex systems; Engenharia de tecidos; Modelagem Baseada em Agentes; Sistemas complexos; Tissue engineering
- Language: Português
- Abstract: Diferentes estudos têm demonstrado a importância de se analisar o comportamento celular em estruturas tridimensionais por uma perspectiva complexa. A maior parte dos modelos avalia regras específicas de comportamento e/ou desconsideram características fundamentais das células ou de suas interações e comunicações com o entorno. Portanto, este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um modelo baseado em agentes (MBA) que abarque os comportamentos celulares fundamentais em meio a um arcabouço de estrutura porosa. O modelo computacional desenvolvido possui dois eixos principais: 1) modelagem e análise de arcabouços e 2) modelagem e análise do sistema biológico. Células, nutrientes, fatores de crescimento e metabólitos foram considerados agentes e descritos por listas de informações individuais; células se movimentam pelos poros do arcabouço por quimiotaxia e interagem com os demais agentes e estrutura de sustentação, consumindo oxigênio, glicose e lactato de acordo com a via glicolítica; outros comportamentos como inibição por contato, produção e remodelagem de matriz extracelular também foram modelados.A análise de propriedades de arcabouços de dimensões 12 x 12 x 1000 voxels de diferentes porosidades, por meio da técnica de bootstrapping mostrou que voxels com diâmetro de 20 m resultam em arcabouços com propriedades mecânicas e fluido dinâmicas similares às encontradas em modelos in vitro e in vivo; além disso, a simulação de cultivos de tecidos pelo modelo com voxels de 20 m apresentaram maiores valores de preenchimento do arcabouço por células e matriz extracelular, bem como maior taxa de crescimento e complexidade energética do sistema. A simulação do cultivo de células estaminais humanas derivadas de medula óssea utilizando parâmetros de um modelo in vitro reproduziu o comportamento de crescimento celular observado no estudo de referência, tanto no regime de cultivo em perfusão, quanto no estático. Portanto, o MBA desenvolvido neste projeto pode ser empregado na investigação preliminar de fenômenos biológicos ou de viabilidade de condições de cultivo de tecido
- Imprenta:
- Data da defesa: 17.09.2021
- Status:
- Artigo publicado em periódico de acesso aberto (Gold Open Access)
- Versão do Documento:
- Versão publicada (Published version)
- Acessar versão aberta:
-
ABNT
SILVA JUNIOR, Willer Ferreira da. Cultura de células 3D in silico por meio de técnicas de Modelagem Baseada em Agentes: aplicações em engenharia de tecidos. 2021. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2021. Disponível em: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/100/100132/tde-23112021-170728/. Acesso em: 12 abr. 2026. -
APA
Silva Junior, W. F. da. (2021). Cultura de células 3D in silico por meio de técnicas de Modelagem Baseada em Agentes: aplicações em engenharia de tecidos (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://teses.usp.br/teses/disponiveis/100/100132/tde-23112021-170728/ -
NLM
Silva Junior WF da. Cultura de células 3D in silico por meio de técnicas de Modelagem Baseada em Agentes: aplicações em engenharia de tecidos [Internet]. 2021 ;[citado 2026 abr. 12 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/100/100132/tde-23112021-170728/ -
Vancouver
Silva Junior WF da. Cultura de células 3D in silico por meio de técnicas de Modelagem Baseada em Agentes: aplicações em engenharia de tecidos [Internet]. 2021 ;[citado 2026 abr. 12 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/100/100132/tde-23112021-170728/
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