Caracterização Termodinâmica e Bio-Mecânica de Células Musculares Hipertrofiadas

• Processo: 24/22388-5
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2026
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2029
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Geral
• Pesquisador responsável: Adriano Mesquita Alencar
• Beneficiário: Adriano Mesquita Alencar
• Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: São Paulo
• Pesquisadores associados: Antonio Carlos Bloise Jr. ; Yan Borges Barreto
• Assunto(s): Metabolômica Termodinâmica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Metabolomica | MIcrorreologia | Termodinâmica | Termodinâmica e Biofísica

Resumo

Este projeto investiga os processos metabólicos e mecânicos que sustentam a hipertrofia muscular, com foco em células C2C12 estimuladas eletricamente in vitro. Serão utilizadas abordagens complementares: a Microscopia de Força de Tração (TFM) para mapear as forças exercidas pelas células e a Ressonância Magnética Nuclear (NMR) associada à metabolômica para identificar alterações nas vias metabólicas. Realizaremos a análise da estabilidade coloidal das moléculas presentes no meio de cultura utilizado com as células tanto no estado basal quanto sob estimulação, investigando tendências de formação de aglomerados moleculares. Para isso, utilizaremos as técnicas de Potencial-Zeta (ZP) e Espalhamento Dinâmico de Luz (DLS), que nos permitirão determinar os parâmetros relacionados ao potencial de superfície e ao tamanho das partículas espalhadoras presentes no meio. Além disso, utilizaremos o formalismo da termodinâmica fora do equilíbrio para explorar as transformações energéticas e os fluxos moleculares associados à hipertrofia, investigando como esses processos se conectam à atividade mecânica das células. Propomos que diferentes intensidades de estimulação resultarão em níveis proporcionais de hipertrofia, refletidos em mudanças no perfil metabólico e nas propriedades mecânicas celulares. Como desenvolvimento complementar, integraremos os dados em um modelo teórico que avalie a eficiência da conversão de energia química em trabalho mecânico, explorando a interface entre física e biologia para compreender os mecanismos fundamentais da adaptação celular e orientar experimentos futuros. (AU)