Estudio mediante el método de elementos finitos de la mecánica y la motilidad celular en diferentes ambientes confinados

En este trabajo lo que se pretende es estudiar la forma en que las células cancerígenas migran en un ambiente confinado en tres dimensiones. Más específicamente los procesos de extravasación e intravasación en los que este tipo de células se deforman mucho más que otras para abandonar el tumor de origen y metastatizar en un tumor secundario. Este estudio se va a centrar en observar cómo se mueve la célula cancerígena al pasar por ttres canales diferentes con distintas geometrías. En estos canales se simulará la migración de este tipo de células estudiando la influencia de los componentes del citoesqueleto de la célula, así como el grado de adhesión en el canal. <br /

Simulación y análisis 3D por elementos finitos de la mecánica celular en ambientes confinados

Simulación del movimiento de una célula en ambientes confinados. El trabajo define un modelo que simula el movimiento de la célula en un ambiente confinado, basándose en la hipótesis de que ésta se mueve debido a la fuerza ejercida por la actina y la miosina

A new 3d finite element-based approach for computing cell surface tractions assuming nonlinear conditions

Advances in methods for determining the forces exerted by cells while they migrate are essential for attempting to understand important pathological processes, such as cancer or angiogenesis, among others. Precise data from three-dimensional conditions are both difficult to obtain and manipulate. For this purpose, it is critical to develop workflows in which the experiments are closely linked to the subsequent computational postprocessing. The work presented here starts from a traction force microscopy (TFM) experiment carried out on microfluidic chips, and this experiment is automatically joined to an inverse problem solver that allows us to extract the traction forces exerted by the cell from the displacements of fluorescent beads embedded in the extracellular matrix (ECM). Therefore, both the reconstruction of the cell geometry and the recovery of the ECM displacements are used to generate the inputs for the resolution of the inverse problem. The inverse problem is solved iteratively by using the finite element method under the hypothesis of finite deformations and nonlinear material formulation. Finally, after mathematical postprocessing is performed, the traction forces on the surface of the cell in the undeformed configuration are obtained. Therefore, in this work, we demonstrate the robustness of our computational-based methodology by testing it under different conditions in an extreme theoretical load problem and then by applying it to a real case based on experimental results. In summary, we have developed a new procedure that adds value to existing methodologies for solving inverse problems in 3D, mainly by allowing for large deformations and not being restricted to any particular material formulation. In addition, it automatically bridges the gap between experimental images and mechanical computations

Nuevos dispositivos de microfluídica para el estudio de la capacidad metastática y el efecto de la barotaxis

Se han creado nuevos dispositivos de microfluidica que simulan estructuras anatómicas en forma de canal, para el estudio de la capacidad metastática de las células tumorales, así como el efecto de la batotaxis en ella. Nuestros resultados muestran que las células tumorales son capaces de sentir diferencias de presión