Matriz Extracelular Fibrosa Piezoeléctrica Mejorada para Promover la Maduración de Cardiomiocitos y la Formación de Tejidos: Un Modelo Computacional 3D
Autores: Urdeitx, Pau; Doweidar, Mohamed H.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Matriz Extracelular Fibrosa Piezoeléctrica Mejorada para Promover la Maduración de Cardiomiocitos y la Formación de Tejidos: Un Modelo Computacional 3D
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Biología
Palabras clave
Mecánico
Eléctrico
Formación de tejidos
Procesos celulares
Matriz extracelular
Modelos computacionales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Los estímulos mecánicos y eléctricos juegan un papel clave en la formación de tejidos, guiando procesos celulares como la migración celular, la diferenciación, la maduración y la apoptosis. Monitorear y controlar estos estímulos en experimentos in vitro no es sencillo debido al acoplamiento de estos diferentes estímulos. Además, las interacciones activas y recíprocas entre células y entre células y la matriz extracelular son esenciales a considerar durante la formación de tejidos complejos como el tejido miocárdico. En este sentido, los modelos computacionales pueden ofrecer nuevas perspectivas e información clave sobre el microentorno celular. Así, presentamos un nuevo modelo computacional 3D, basado en el Método de Elementos Finitos, donde una matriz extracelular compleja con propiedades piezoeléctricas interactúa con células del músculo cardíaco durante los primeros pasos de la formación del tejido. Este modelo incluye comportamiento colectivo y procesos celulares como la migración celular, la maduración, la diferenciación, la proliferación y la apoptosis. El modelo se ha empleado para estudiar las etapas iniciales de la formación de agregados cardíacos in vitro, considerando las uniones entre células, bajo diferentes configuraciones de la matriz extracelular. Se han propuesto tres casos diferentes para evaluar el comportamiento celular en una matriz extracelular fibrosa, en una matriz fibrosa estimulada mecánicamente y en una matriz fibrosa piezoeléctrica estimulada mecánicamente. En este último caso, las células son guiadas por el acoplamiento de estímulos mecánicos y eléctricos. En consecuencia, los resultados obtenidos muestran la formación de grupos más alargados y un aumento en la proliferación celular.
Descripción
Los estímulos mecánicos y eléctricos juegan un papel clave en la formación de tejidos, guiando procesos celulares como la migración celular, la diferenciación, la maduración y la apoptosis. Monitorear y controlar estos estímulos en experimentos in vitro no es sencillo debido al acoplamiento de estos diferentes estímulos. Además, las interacciones activas y recíprocas entre células y entre células y la matriz extracelular son esenciales a considerar durante la formación de tejidos complejos como el tejido miocárdico. En este sentido, los modelos computacionales pueden ofrecer nuevas perspectivas e información clave sobre el microentorno celular. Así, presentamos un nuevo modelo computacional 3D, basado en el Método de Elementos Finitos, donde una matriz extracelular compleja con propiedades piezoeléctricas interactúa con células del músculo cardíaco durante los primeros pasos de la formación del tejido. Este modelo incluye comportamiento colectivo y procesos celulares como la migración celular, la maduración, la diferenciación, la proliferación y la apoptosis. El modelo se ha empleado para estudiar las etapas iniciales de la formación de agregados cardíacos in vitro, considerando las uniones entre células, bajo diferentes configuraciones de la matriz extracelular. Se han propuesto tres casos diferentes para evaluar el comportamiento celular en una matriz extracelular fibrosa, en una matriz fibrosa estimulada mecánicamente y en una matriz fibrosa piezoeléctrica estimulada mecánicamente. En este último caso, las células son guiadas por el acoplamiento de estímulos mecánicos y eléctricos. En consecuencia, los resultados obtenidos muestran la formación de grupos más alargados y un aumento en la proliferación celular.