Modelo predictivo de determinación celular mediante parámetros físicos en epitelios estratificados epidermoides

Abstract

En el presente trabajo se han estudiado distintos factores que intervienen en la dinámica de las células epidérmicas del sustrato basal, los queratinocitos, mediante la aplicación de parámetros físicos. Debido a la complejidad del problema en cuestión, se ha diseñado un modelo simplificado, el modelo Sphere Interaction Simple Model (SISM), que recoge muchas de las características propias de estas células. Se trata de un modelo en red, en el cual se considera una capa de espesor unicelular que cubre toda la superficie (placa), finita, pero considerando condiciones de contorno cíclicas, y que, además, evalúa la interacción intercelular y la interacción de la célula con el sustrato. Fundamentalmente, se ha analizado el impacto de cuatro parámetros distintos, que son: el daño celular, la probabilidad de crecimiento, la velocidad de crecimiento y la fuerza de adhesión de la célula al sustrato. Mediante el análisis estadístico y la aplicación de técnicas de Monte Carlo, se ha obtenido la variación de la distribución de tamaños de la población celular, la probabilidad de diferenciación celular en función del tamaño de la célula, y la tasa de regeneración de las células y renovación de la piel.

In the present project, different factors that intervene in the dynamics of the epidermal cells of the basal substrate, the keratinocytes, have been studied through the application of physical parameters. Due to the complexity of the problem in question, a simpli_ed model has been designed, the model Sphere Interaction Simple Model (SISM), which collects many of the characteristics of these cells. It is a lattice model, in which an unicellular layer is covering the entire surface (plate), which is considered finite, but applying cyclic contour conditions. Moreover, this model evaluates the intercellular interaction and the interaction of the cell with the substrate. Fundamentally, the impact of four different parameters has been analyzed, which are: cell damage, the probability of growth, the growth rate and the adhesion strength of the cell to the substrate. Through the statistical analysis and the application of Monte Carlo techniques, it has been obtained the variation of the cell population size distribution, the probability of cell differentiation depending on the size of the cell, and the rate of cell regeneration and skin renewal.