Modelagem de mecânica estatística dos efeitos do estiramento mecânico na concentração intracelular de Ca2+

• Processo: 19/16338-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2019
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2024
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Geral
• Pesquisador responsável: Adriano Mesquita Alencar
• Beneficiário: Yan Borges Barreto
• Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/17368-0 - Genômica cardiovascular: mechanismos & novas terapias - CVGen mech2ther, AP.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 22/04737-7 - Modelo estocástico para o mecanismo de transporte tipo elevador de torção de um homólogo de transportador de glutamato, BE.EP.DR
• Assunto(s): Método de Monte Carlo Mecânica estatística Transporte de cálcio Membrana celular
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Estiramento do substrato | Mecanossensibilidade | método de Monte Carlo | Modelagem de Mecânica Estatística | Processos de transporte através da membrana celular | Transporte de Ca2+ | Mecânica Estatística (Biofísica)

Resumo

O objetivo deste projeto é estudar a influência do estiramento mecânico no transporte de Ca2+ através da membrana celular. Para fazer isso, nós iremos desenvolver um modelo de mecânica estatística que forneça o fluxo transmembranar de Ca2+ como função do estiramento do substrato para duas proteínas de transporte, a saber, um canal iônico, e o trocador de Na+/Ca2+, NCX. Esse modelo de mecânica estatística será resolvido pelo método de Monte Carlo, que é um método com o qual o nosso grupo de pesquisa já possui experiência. O interesse por trás da modelagem que envolve o canal iônico reside no fato de que existe uma grande quantidade de dados experimentais sobre os efeitos do estiramento mecânico na concentração intracelular de Ca2+. No entanto, esses dados não possuem uma fundamentação teórica sólida, uma vez que os modelos existentes não são capazes de reproduzi-los satisfatoriamente. Já o interesse por trás da modelagem envolvendo o NCX está no fato de que, em experimentos realizados pelo nosso grupo, células vivas de cardiomiócitos reguladas através de um fluxo de Ca2+ são aderidas a um substrato que pode ser estirado para medir propriedades mecânicas dessas células. Essas medições fazem parte de um projeto temático FAPESP (2013/17368-0), cujo objetivo é a regeneração do coração. Assim, é de fundamental importância compreender como o estiramento de cardiomiócitos, dentre outras células, afeta o transporte de Ca2+ pelo NCX. Nossa perspectiva é a de que os resultados do presente estudo poderão ser usados pela comunidade científica em conjunto com os diversos trabalhos experimentais que vêm sendo realizados para compreender os efeitos de estímulos mecânicos observados in vivo na função celular. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

BARRETO, YAN B.; SUKI, BELA; ALENCAR, ADRIANO M.. Random-walk model of cotransport. PHYSICAL REVIEW E, v. 102, n. 2, p. 6-pg., 2020-08-10. (19/16338-7)

BARRETO, YAN B.; SUKI, BELA; ALENCAR, ADRIANO M.. Random-walk model of cotransport. Physical Review E, v. 102, n. 2, AUG 10 2020. (19/16338-7)

BARRETO, YAN B.; ALENCAR, ADRIANO M.. Random-walk model of the sodium-glucose transporter SGLT2 with stochastic steps and inhibition. JOURNAL OF PHYSICS-CONDENSED MATTER, v. 34, n. 18, p. 9-pg., 2022-05-04. (19/16338-7)