biomecanica biofisica

Biomecánica y biofísica de las células cancerosas


Abstracción:
La última década ha visto un crecimiento sustancial en la investigación de cómo los cambios en las propiedades biomecánicas y biofísicas de células y estructuras sub celulares influyen y son influidos por, la aparición y progresión de enfermedades humanas. Este artículo presenta una visión general de la rápida expansión,naciente campo de la investigación que se ocupa de la biomecánica y biofísica de las células del cáncer. La revisión comienza con algunas observaciones claves sobre la biología de las células cancerosas y sobre el papel de los micro filamentos de actina, filamentos intermedios y los componentes del cito esqueleto de micro túbulos biopolímeros para influir en la mecánica de células, la locomoción, ladiferenciación y la transformación neoplásica. Con el fin de preparar el terreno para las discusiones mecanicistas de las conexiones entre las alteraciones en las estructuras subcelulares, cambios concomitantes en la deformabilidad celular, cytoadherence, migración, invasión y metástasis tumoral, una encuesta se presenta de los diversos ensayos mecánicos y físicos cuantitativos para extraer elelástico y deformabilidad visco elástico de las células cancerosas. Resultados disponibles en la literatura sobre la mecánica de células de diferentes tipos de cáncer se revisan. A continuación se presentan estudios de casos representativos para ilustrar cómo cambios en el cito esqueleto inducidas químicamente, las respuestas biomecánicas y las señales procedentes de las regiones intracelulares actúan enconcierto con el medio ambiente quimio-mecánica de la matriz extracelular y las vías de señalización oncogénicas moleculares para efectuar transformaciones malignas. Los resultados se presentan para ilustrar cómo los cambios en la arquitectura del cito esqueleto inducida por medicamentos contra el cáncer y los regímenes de quimioterapia pueden influir de manera significativa la mecánica decélulas y estado de la enfermedad. Se razona a través de la evidencia experimental de que una mayor comprensión de la mecánica de la deformabilidad de células de cáncer y sus interacciones con los entornos físicos, químicos y biológicos extracelulares ofrece un enorme potencial para nuevos avances significativos en el diagnóstico de enfermedades, profilaxis, la terapéutica y ensayos de eficacia de losmedicamentos.

Palabras clave: Mecano transducción cito esqueleto, cytoadherence, vías de señalización, mecano biología.





1. Introducción
Los vínculos entre la biomecánica y las enfermedades humanas han sido objeto de considerable esfuerzo de investigación científica para un número de décadas. La aplicación de los tradicionales "sólidos" y "fluido" mecánica conceptos de la física y laingeniería para el estudio de problemas biológicos y fisiológicos ha proporcionado información valiosa sobre la mecánica de la función del órgano, la respuesta mecánica de los tejidos, articulaciones y superficies articulares y la física y los procesos mecánicos asociados con el flujo de sangre a través de la vasculatura (ver por ejemplo, Refs. [1-7] y las fuentes citadas en el mismo). "Mecánicade medios continuos" enfoques clásicos también han proporcionado un marco amplio y fundamental dentro del cual las respuestas fenomenológicos relacionados con los sistemas biológicos podrían racionalizarse consistente y cuantitativamente. En consecuencia, estos enfoques también se han adaptado, con las modificaciones apropiadas, para modelar la mecánica de la deformación de las células biológicas,componentes subcelulares tales como los sistemas de fijación cito esqueleto y la membrana bicapa de fosfolípidos, y redes moleculares biológicos y. Ejemplos de conceptos adaptados de ciencias de la ingeniería para el estudio de mecano biología celular incluyen:
La aplicación de modelos de elasticidad de tipo caucho para simular gran deformación reversible respuesta, elástica del glóbulo rojo...