Dissertação

{en_GB=Describing monolayer mechanoresponse from nuclear morphology and dynamics: a computational approach} {} EVALUATED

{pt=As células exibem respostas complexas a estímulos mecânicos, que ainda não são completamente compreendidas. Descrever a forma como células com mecanotransdução deficiente podem afetar células vizinhas, e como este efeito se propaga numa monocamada celular, pode elucidar sobre mecanismos de estabilidade celular e interações célula-célula, com impacto no estudo de condições como laminopatias ou invasão em cancro. Aqui, células NRK-52E transfectadas com lamin A Del50, cujo efeito inclui o aumento da rigidez nuclear, foram colocadas numa monocamada de células NRK-52E normais, não transfectadas. Através de análise morfométrica e rastreamento, os núcleos, que possuem um papel central na resposta a estímulos mecânicos, são caracterizados e comparados com os de uma monocamada controlo. Foi desenvolvido um método que permite uma análise detalhada do aspeto espacial e progressão temporal do contorno nuclear, utilizado para a obtenção de uma descrição completa do fenótipo e dinâmica das monocamadas sob estudo. Os resultados da análise revelam que as células são extremamente sensíveis à presença de vizinhos com resposta mecânica comprometida, provocando uma perda de coordenação generalizada na migração celular e a diferenças significativas na morfologia nuclear, sem no entanto parecer afetar a dinâmica das flutuações da membrana nuclear. Curiosamente, foram observados efeitos dependentes da distância a uma célula comprometida, indiciando um comportamento compensatório que pretenderá dar resposta a defeitos mecânicos numa monocamada em equilíbrio., en=Cells exhibit complex behaviour in response to mechanical stimuli, which is not yet fully understood. Studying how cells with defective mechanotransduction affect their neighbours and how this response propagates within a monolayer can help shed light on mechanisms of cellular stability and cell-cell interactions, with an impact on the study of diseases such as laminopathies or cell invasion during cancer. Here, NRK-52E cells transfected with lamin A Del50, which significantly stiffens the nucleus, were sparsely placed in a monolayer of normal, non-expressing NRK-52E cells. Through morphometric analysis and tracking, the nuclei, which play a pivotal role in mechanoresponse, were characterized and compared to a control monolayer. A method for a detailed analysis of the spatial aspect and temporal progression of the nuclear boundary was developed and used to achieve a full description of the phenotype and dynamics of the monolayers under study. Our findings reveal that cells are highly sensitive to the presence of mechanically impaired neighbours, leading to generalized loss of coordination in collective cell migration and significant changes in nuclear morphology, but without seemingly affecting the dynamics of nuclear lamina fluctuations of non-expressing cells. Interestingly, some characteristics of the behaviour of these cells appear to be dependent on the distance to a mutant cell, pointing to compensatory behaviour in response to force transmission imbalances in a monolayer.}
{pt=análise de bioimagens, mecanotransdução, morfometria nuclear, dinâmica de monocamadas, HGPS, en=bioimage analysis, mechanotransduction, nuclear morphometry, monolayer dynamics, HGPS}

Janeiro 28, 2021, 16:0

Orientação

ORIENTADOR

Kris Noel Dahl

Carnegie Mellon University

Associate Professor

ORIENTADOR

João Miguel Raposo Sanches

Departamento de Bioengenharia (DBE)

Professor Associado