Emergence of collective phenomena and formation of cell colonies from cell individual characteristics. Applied modeling and simulations

Resumen

Los sistemas biológicos son conocidos por su complejidad, ya que comprenden múltiples componentes que interactúan entre sí, a menudo de formas sofisticadas. Sin embargo, los sistemas biológicos también son sistemas inherentemente físicos, por lo que su comportamiento puede predecirse en principio utilizando leyes físicas generales. La creciente potencia computacional disponible y el desarrollo de algoritmos novedosos están proporcionando el marco necesario para dicho enfoque. La presente tesis se centra en los conjuntos celulares, un tipo de sistema biológico en el que los componentes integradores son células que crecen, se dividen e interactúan entre sí. En particular, se evalúan diferentes características físicas celulares a través de simulaciones computacionales sobre su impacto en el conjunto celular. El objetivo es describir cómo, al menos parcialmente, el comportamiento del conjunto celular puede explicarse como resultado de los rasgos puramente físicos de las células participantes. Los sistemas biológicos son conocidos por su complejidad, debido a que normalmente comprenden múltiples componentes que interactúan de forma sofisticada entre sí. No obstante, los sistemas biológicos también son inherentemente sistemas físicos, por lo que su comportamiento podría ser predicho en principio utilizando las leyes físicas conocidas. El creciente poder computacional disponible y el desarrollo de nuevos algoritmos proporcionan el marco necesario para tal enfoque. Esta tesis se centra en las comunidades celulares, un tipo de sistema biológico en el que los componentes integrantes son células que crecen, se dividen e interactúan entre sí. En particular, mediante simulaciones computacionales se evalúan diferentes características físicas celulares sobre su impacto en el conjunto de la colonia de células. El objetivo es describir cómo, al menos parcialmente, el comportamiento de las colonias celulares se puede explicar como resultado de las características físicas individuales ...