Estudio de fluctuaciones intracelulares estocásticas de células cancerosas con microscopía holográfica digital

• Autores: Alvaro Cano Tortajada
• Directores de la Tesis: Javier Tamayo de Miguel (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2023
• Idioma: español
• Número de páginas: 170
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  • Tesis en acceso abierto en: Biblos-e Archivo
• Resumen

  • Las dinámicas celulares se rigen por una gran cantidad de procesos bioquímicos que ocurren simultáneamente. El efecto agregado de todos estos procesos genera un ambiente intracelular con un fondo ruidoso. Estos procesos se generan, bien debido a colisiones aleatorias entre distintas especies moleculares, o bien son producidos activamente por motores moleculares. Encriptadas dentro de las uctuaciones incoherentes del movimiento intracelular se encuentra la información completa de las dinámicas celulares. En una célula sana hay una gran diversidad de procesos, los cuales son necesarios para mantener su rol dentro del organismo. Durante la carcinogénesis la célula pierde su rol y aumenta su capacidad de proliferación y de invasibilidad. Para ello priman ciertos procesos que fomentan estas capacidades, frente a los mecanismos responsables del correcto cumplimiento de su rol. El metabolismo también se ve alterado. En las células sanas existe un balance energético que regula los procesos activos manteniendo siempre unas reservas de energía. En las células cancerosas no existe este balance, haciendo que el único limitante de consumo de energía sea su disponibilidad. El objetivo principal de esta tesis es el estudio y la caracterización de las distintas etapas del cáncer de mama mediante las uctuaciones intracelulares. Para ello emplearemos un microscopio holográ co digital comercial, que permite medir de una forma no invasiva, label-free y en condiciones siológicas. Para los modelos de las distintas etapas del cáncer emplearemos las lineas celulares MCF-10A (no cancerosa), MCF-7 (tumorales no metastásicas) y MDA-MB-231 (tumorales metast ásicas). A lo largo de esta tesis se ha hecho un trabajo exhaustivo de desarrollo de distintos programas de análisis de imagen que nos permiten acceder a las series temporales de las uctuaciones intracelulares. De éstas se obtienen observables, que caracterizan la malignidad del cáncer. Mediante un estudio espectral conseguimos identi car tres rangos marcados de frecuencia dominados por distintos procesos celulares, los cuales son distintos entre las células no cancerosas y cancerosas. Para ahondar en el origen de estas uctuaciones se realizan medidas con distintas drogas que inhiben comportamientos celulares y se comparan los cambios. También se analizan las distribuciones espaciales de movimiento intracelular. Combinando ambas se ha podido tener información completa de las dinámicas celulares dominantes en cada banda de frecuencia