A Hybrid Model for Cellular Dynamics in Colorectal Crypts

Resumo

Acredita-se que o câncer colorretal seja originado pela proliferação celular anormal em pequenas cavidades de seu epitélio, chamadas criptas.
Apresentamos uma modelagem híbrida que acopla um modelo celular de~tesselação de Voronoi a um modelo diferencial contínuo para descrever a dinâmica, proliferação e diferenciação celular em uma cripta colorretal. Isso permite simular como células normais e anormais proliferam e se diferenciam dentro da cripta.
O modelo hibrido é implementado numericamente utilizando métodos de diferenças finitas e elementos finitos, permitindo simular três cenários diferentes:
o caso homeostático normal usado para validar o modelo e dois cenários anormais diferentes, onde são colocadas perturbações na proliferação celular e na distribuição celular.
O benefício do modelo híbrido é que podemos observar as consequências das perturbações na dinâmica homeostática, proliferação e diferenciação celular em duas escalas diferentes: uma escala continua macroscópica e uma escala celular microscópica.
A análise das simulações do modelo permite de compreender melhor o comportamento celular nos cenários anormais e de como uma lesão na cripta do cólon pode ser originada.