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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/67740| Type: | Dissertação |
| Title: | Correlação entre estrutura fractal do citoesqueleto e a viscoelasticidade de fibroblastos |
| Authors: | Santos, Wallace Vale dos |
| Advisor: | Sousa, Jeanlex Soares de |
| Co-advisor: | Oliveira, Claudio Lucas Nunes de |
| Keywords: | Filamentos de Actina;Fractais;Processamento de imagem;Microscopia Confocal;Microscopia de Força Atômica |
| Issue Date: | 2022 |
| Citation: | SANTOS, W. V. Correlação entre estrutura fractal do citoesqueleto e a viscoelasticidade de fibroblastos. 2022. 64 f. Dissertação (Mestrado em Física) – Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2022. |
| Abstract in Brazilian Portuguese: | Células são unidades presentes em todos os seres vivos e responsáveis por diversas atividades tanto estruturais como funcionais. Compreender como esta unidade se comporta é de grande importância visto a quantidade de doenças que afetam seu funcionamento e, consequentemente, o estado de saúde das pessoas. O objetivo deste trabalho é estudar de forma sistemática a correlação entre a estrutura da rede de actina filamentosa (f-actina) e a viscoelasticidade celular. O estudo da estrutura do citoesqueleto se dá através da dimensão fractal de imagens de microscopia confocal de fibroblastos (linhagem L929) fixados e tratados com fluoróforos que se ligam aos filamentos de f-actina, enquanto as propriedades viscoelásticas das células são caracterizadas por Microscopia de Força Atômica. As células são divididas em dois grupos, células controle e células tratadas com citocalasina, cujo efeito é despolimerizar a f-actina, modificando a estrutura do citoesqueleto. As modificações estruturais do citoesqueleto são quantificadas determinando-se a dimensão fractal das imagens do confocais do citoesqueleto celular. Os resultados obtidos mostram que: (i) O principal efeito da citocalasina é observado na alteração dos expoentes de relaxação viscoelástica alpha (rápida) e beta (lenta). O expoente alpha aumenta discretamente de 0.75 para 0.78 com a citocalasina, enquanto o expoente beta aumenta fortemente de 0.23 para 0.37. (ii) A citocalasina começa a atuar nas células em menos de 1 minutos, e seu efeito nas propriedades viscoelásticas das estabiliza por volta de 5 minutos após a aplicação. As propriedades viscoelásticas se mantém inalteradas pelo menos até 30 minutos após a aplicação de citocalasina. (iii) A citocalasina continua a despolimerizar o citoesqueleto até 30 minutos após a aplicação da droga, provocando uma redução da dimensão fractal. (iv) A dimensão fractal exibe um comportamento inversamente proporcional ao grau de fluidez celular. (v) O substrato onde as células foram cultivadas possui um importante efeito na estrutura do citoesqueleto, inclusive na sua dinâmica de despolimerização. |
| Abstract: | Cells are units present in all living beings and are responsible for various activities, both structural and functional. Understanding how this unit behaves is of great importance given the number of diseases that affect its functioning and, consequently, the health status of a given population. The goal of this work is to systematically study the correlation between the structure of the filamentous actin network (f-actin) and the cells viscoelasticity. The study of the cytoskeleton structure will be carried out through the analysis of confocal microscopy images of fibroblasts (L929 lineage) fixed and treated with optical markers binded to f-actin filaments, while the viscoelastic properties of the cells are characterized by Atomic Force Microscopy. The cells are divided into two groups, healthy cells and cells treated with cytochalasin, whose effect is to depolymerize the f-actin network, modifying the cytoskeleton structure. The structural alterations of the cytoskeleton are determined by calculating the fractal dimension of confocal images of the cells cytoskeleton. The measured data show: (i) the main effect of the cytochalasin is observed in the alteration of the viscoelastic relaxation exponents. The fast exponent (alpha) slightly grows from 0.75 to 0.78, while the slow exponent (beta) grows strongly from 0.23 to 0.37. (ii) The cytochalasin start to depolimerize f-actin less than a minute after drug application, and its effect stabilizes around 5 minutes after application. After that, viscoelastic properties remain unaltered for at least 30 minutes. (iii) The drug continus to depolimerize the cytoskeleton at least until 30 minutes after application, and provoking a reduction if the fractal dimension. (iv) The fractal dimension exhibits a inversely proportional behavior with respect to cell fluidity. (v) The substrate where cells are cultivated exhibits an important effect in the structure of the cytoskeleton, including the depolimerization dynamics. |
| URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/67740 |
| Appears in Collections: | DFI - Dissertações defendidas na UFC |
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