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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/85545| Tipo: | Tese |
| Título: | Análise biomecânica e perfil proteômico de células em resposta à absorção de luz vermelha |
| Autor(es): | Silva, Antônio Vinnie dos Santos |
| Orientador: | Sousa, Jeanlex Soares de |
| Coorientador: | Sousa, Felipe Domingos de |
| Palavras-chave em português: | Microscopia de força atômica;Proteômica;Propriedades viscoelásticas;Remodelamento do citoesqueleto;Fotobiomodulação celular;Biomecânica celular |
| Palavras-chave em inglês: | Atomic force microscopy;Proteomics;Viscoelastic properties;Cytoskeletal remodeling;Cellular photobiomodulation;Cellular biomechanics |
| CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA |
| Data do documento: | 2025 |
| Citação: | SILVA, Antônio Vinnie dos Santos. Análise biomecânica e perfil proteômico de células em resposta à absorção de luz vermelha. Tese (Doutorado em Física: Física da Matéria Condensada) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2025. |
| Resumo: | A fotobiomodulação (FBM) é uma técnica não invasiva para reparação tecidual cujos mecanismos celulares subjacentes ainda carecem de compreensão plena. Investigaram-se as respostas biomecânicas de seis linhagens celulares submetidas à luz vermelha (633 nm) sob diferentes parâmetros de irradiância e tempo (25 e 50 mW/cm² por 10 e 20 minutos). As células foram agrupadas em: (i) fibroblastos L929, queratinócitos HaCaT e osteoblastos OFCOL II; e (ii) mioblastos C2C12, osteossarcoma MG-63 e macrófagos RAW 264.7. Adicionalmente, realizou-se uma análise proteômica integrada do primeiro grupo para caracterizar os efeitos da irradiação desde a epiderme até o tecido ósseo. Utilizando microscopia de força atômica (AFM) e espectrometria de massas, observou-se que a luz vermelha induziu alterações viscoelásticas específicas a cada tipo celular. Os fibroblastos L929 apresentaram aumento da fluidez, redução da rigidez e maior motilidade, enquanto os queratinócitos HaCaT exibiram respostas dependentes da intensidade de irradiação. Em contraste, os osteoblastos OFCOL II mostraramse relativamente insensíveis ao tratamento. Os macrófagos RAW 264.7 demonstraram enrijecimento acentuado sob maior dose e duração, refletindo sua função imune e o rápido remodelamento do citoesqueleto. Os mioblastos C2C12 apresentaram rigidez moderada, com leve aumento da elasticidade em doses maiores. Já na amostra MG-63, observou-se aumento do módulo elástico e redução da fluidez, sugerindo um fortalecimento da estrutura citoesquelética. A análise proteômica identificou papéis-chave na regulação imune, produção de ATP e resposta ao estresse, associando essas vias à modulação viscoelástica, especialmente nos fibroblastos. O remodelamento da rede de F-actina, com contribuição de microtúbulos e filamentos intermediários, foi identificado como o principal mecanismo das alterações mecânicas. Nossos achados esclarecem como a absorção de luz vermelha influencia a viscoelasticidade celular via rearranjo do citoesqueleto, proporcionando subsídios para a otimização de terapias baseadas em FBM na regeneração tecidual. |
| Abstract: | Photobiomodulation (PBM) is a non-invasive technique for tissue repair whose underlying cellular mechanisms still lack full understanding. Biomechanical responses of six cell lines were investigated under red light (633 nm) with different irradiance and time parameters (25 and 50 mW/cm² for 10 and 20 minutes). The cells were grouped as follows: (i) L929 fibroblasts, HaCaT keratinocytes, and OFCOL II osteoblasts; and (ii) C2C12 myoblasts, MG-63 osteosarcoma, and RAW 264.7 macrophages. Additionally, an integrated proteomic analysis of the first group was conducted to characterize the effects of irradiation from the epidermis to bone tissue. Using atomic force microscopy (AFM) and mass spectrometry, it was observed that red light induced cell-type-specific viscoelastic changes. L929 fibroblasts showed increased fluidity, decreased stiffness, and enhanced motility, while HaCaT keratinocytes exhibited irradiance-dependent responses. In contrast, OFCOL II osteoblasts were relatively insensitive to the treatment. RAW 264.7 macrophages demonstrated pronounced stiffening under higher doses and durations, reflecting their immune function and rapid cytoskeletal remodeling. C2C12 myoblasts showed moderate stiffness, with a slight increase in elasticity at higher doses. In the MG-63 sample, an increase in elastic modulus and a reduction in fluidity were observed, suggesting a reinforcement of the cytoskeletal structure. Proteomic analysis identified key roles in immune regulation, ATP production, and stress response, linking these pathways to viscoelastic modulation, especially in fibroblasts. Remodeling of the F-actin network, with contributions from microtubules and intermediate filaments, was identified as the primary mechanism for the mechanical changes. Our findings clarify how red light absorption influences cellular viscoelasticity via cytoskeletal rearrangement, providing insights for optimizing PBM-based therapies in tissue regeneration. |
| URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/85545 |
| Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
| Aparece nas coleções: | DFI - Teses defendidas na UFC |
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