Martins, Marcelo LobatoMolica, Kelly Aparecida2023-06-232023-06-232023-02-28MOLICA, Kelly Aparecida. Auto-organização celular em cultura: do acaso à mobilidade dirigida por gradientes induzidos por células. 2023. 79 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2023.https://locus.ufv.br//handle/123456789/31106A agregação celular envolve os processos de movimento, de desprendimento de par- tículas, de aderência e de colisões que são essenciais para a regeneração de tecidos, a morfogênese e a progressão do câncer. Neste sentido, nosso trabalho propõe um modelo baseado em agentes híbrido para a agregação celular observada em cultura de monocamada. Assim, consideramos o candidato mais simples para esse sistema o CCA (Cluster Cluster Aggregation) e incluímos as ações de morte, replicação e despren- dimento de partículas. Investigou-se os efeitos de cada ação no modelo CCA com foco no padrão das estruturas geradas na simulação e na evolução dos agregados ao longo do tempo. Os resultados mostram que no modelo original as formas dos agregados são ramificadas e as funções de distribuição de tamanho (quantidade de agregados de tamanho s no tempo t) exibem comportamento em lei de potência para alguns regimes. A adição de replicação no modelo original altera o padrão das estruturas dos agregados, elas tornam-se maiores rapidamente e possuem formas mais compac- tas. Por sua vez, a morte no modelo CCA altera o comportamento da lei de escala para um decaimento exponencial, o que indica presença de tamanho característico. O desprendimento de partículas também altera o padrão das estruturas e a função de distribuição ao longo do tempo. Além disso, consideramos todas as ações simultane- amente no modelo CCA e alteramos o movimento browniano dos agregados para um movimento guiado por sinais químicos (quimiotaxia) via equação de difusão. Neste caso, o padrão dos agregados é alterado e as funções de distribuição também modi- ficam seu comportamento. Além da perspectiva obtida via simulação, estudamos a dinâmica da agregação por meio da equação de taxa proposta por Smoluchowski com inserção dos termos de morte, desprendimento de partículas e replicação. Embora es- sas equações sejam resolvidas numericamente com pouco custo computacional não consideram informações espaciais relevantes para o contexto estudado. Palavras-chave: Formação de padrões. Matéria ativa viva. Fenômenos de agregação.Cell aggregation involves the processes of motility, shedding, adherence and collision that are essential for tissue regeneration, morphogenesis and cancer progression. In this sense, our work proposes a hybrid agent based model for cell aggregation ob- served in monolayer culture. So, we consider the simplest candidate for this system the CCA (Cluster Cluster Aggregation) and include the actions of death, shedding and replication. The effects of each action in the CCA model were investigated, focusing on the pattern of the structures generated in the simulation and on the evolution of the aggregates over time. The results show that in the original model the shapes of the aggregates are branched and the size distribution functions (number of aggrega- tes of size s at time t) exhibit power law behavior for some regimes. The addition of replication in the original model changes the struture of aggregates. Quickly they be- come larger and have more compact shapes. In turn, the death rate in the CCA model changes the scaling law to an exponential decay, which indicates the presence of a characteristic size. Particle shedding also changes the aggregation patterns and their distribution function over time. Furthermore, we consider all actions simultaneously in the CCA model and change the brownian motion of the aggregates to a motion guided by chemical signals (chemotaxis) via the diffusion equation. In this case both the pattern and distribution functions also change their behavior. In addition to the perspective obtained via simulation, we studied the dynamics of aggregation through the rate equation proposed by Smoluchowski with insertion of the terms of death, particle detachment and replication. Although these equations are numerically sol- ved with little computational cost, they do not consider relevant spatial information for the studied context. Keywords: Pattern formation. Living active matter. Aggregation phenomena.porAcesso AbertoFormação de padrões (Ciências físicas)Agregação celularAderência celularSistemas auto-organizáveisDissertaçãohttps://doi.org/10.47328/ufvbbt.2023.305Física da Matéria Condensada