Simulación de diferentes distribuciones de edades para el análisis de la curva de envejecimiento de una población de células “S. cerevisiae”.
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2021-10-13
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Altmetric
Descripción
El envejecimiento es un proceso biológico complejo en el que intervienen una gran cantidad de factores; este se basa principalmente en el cambio del funcionamiento de las células con el tiempo, algunos de estos cambios pueden traer consigo diferentes tipos de enfermedades, como por ejemplo enfermedades cardiacas, degenerativas o cáncer; prevenir y encontrar algunas de las principales causas es la razón por la cual el estudio del envejecimiento se ha vuelto significativo en estos últimos años.
Esta investigación se realiza principalmente en células de levadura con ayuda de nuevos dispositivos microfluídicos. Con estos dispositivos se realiza seguimiento a un grupo de células y se monitorean determinados cambios fisiológicos en el tiempo. Uno de los resultados de estos estudios es la curva de envejecimiento.
Al realizar estas curvas se puede obviar algún tipo de información ya que en ciertos dispositivos, no se puede garantizar que las células estudiadas sean vírgenes, por consecuencia es difícil saber con certeza si la curva que se realizó corresponde al verdadero comportamiento del envejecimiento de la población; por lo tanto, el presente trabajo busca realizar una serie de simulaciones, en las cuales se hallen diferentes distribuciones de edades iniciales, para observar las diversas curvas de envejecimiento que se puedan presentar con el objetivo de compararlas con datos y curvas experimentales y así poder ofrecer más información acerca de estas.
Primero se plantea un modelo de crecimiento de la población simplificado (sincrónico), posteriormente se plantea otro modelo más complejo (asincrónico) tomando en cuenta que el tiempo de replicación para cada célula es distinto, y así, hacer que la simulación se asemeje lo más posible al comportamiento del crecimiento de una población de células. Las simulaciones se realizaron en el lenguaje de programación Python. Al final se comparan las curvas de envejecimiento simuladas, con curvas experimentales de 3 artículos, para mirar en que generación se ajustan mejor las curvas.
Resumen
Aging is a complex biological process in which many are involved; this is mainly based on the change of the functioning of cells over time. Some of these changes can bring about different types of diseases, such as heart disease, degenerative disease, or cancer. Preventing and finding some of the major causes is why the study of aging has become significant in recent years.
This research is mainly carried out on yeast cells with the help of new microfluidic devices. These devices track a group of cells and monitor certain physiological changes over time. One of the results of these studies is the aging curve.
When these curves are made, some information can be omitted since in certain devices, it cannot be guaranteed that the cells studied are virgin. Therefore, it is difficult to know with certainty whether the curve that was made corresponds to the true behavior of the aging of the population. Therefore, the present work seeks to perform a series of simulations, in which different initial age distributions are found, to observe the various aging curves that may be presented, in order to compare them with experimental data and curves and to be able to provide more information about them.
First, we proposed a simplified population growth model (synchronous), then another more complex model (asynchronous) was proposed, considering that the replication time for each cell is different. Thus make the simulation as close as possible to the growth behavior of a cell population. The simulations were performed in the Python programming language. At the end, simulated aging curves are compared, with experimental curves of 3 articles, to see in which generation the curves are best adjusted.
Palabras clave
Distribución de edades, Simulación, Curva de envejecimiento, Dispositivos Microfluídicos