Stochastic modelling of cellular populations: Effects of latency and feedbackl

[cat]L'objectiu principal d'aquesta tesi doctoral és l'estudi de l'efecte de les fluctuacions en poblacions acoblades en sistemes biològics, on cèl·lules en estat latent juguen un paper important. Intentant trobar el significat biològic de la dinàmica dels sistemes. Els punts esp...

Full description

Bibliographic Details
Author: Sánchez Taltavull, Daniel
Format: doctoral thesis
Status:Published version
Publication Date:2014
Country:España
Institution:Universidad de Barcelona
Repository:Dipòsit Digital de la UB
OAI Identifier:oai:diposit.ub.edu:2445/63345
Online Access:https://hdl.handle.net/2445/63345
http://hdl.handle.net/10803/286001
Access Level:Open access
Keyword:Cèl·lules mare
VIH (Virus)
Processos estocàstics
Stem cells
HIV (Viruses)
Stochastic processes
id ES_27c991faa9e33fa80cd6ce91ed8f2cac
oai_identifier_str oai:diposit.ub.edu:2445/63345
network_acronym_str ES
network_name_str España
repository_id_str
dc.title.none.fl_str_mv Stochastic modelling of cellular populations: Effects of latency and feedbackl
title Stochastic modelling of cellular populations: Effects of latency and feedbackl
spellingShingle Stochastic modelling of cellular populations: Effects of latency and feedbackl
Sánchez Taltavull, Daniel
Cèl·lules mare
VIH (Virus)
Processos estocàstics
Stem cells
HIV (Viruses)
Stochastic processes
title_short Stochastic modelling of cellular populations: Effects of latency and feedbackl
title_full Stochastic modelling of cellular populations: Effects of latency and feedbackl
title_fullStr Stochastic modelling of cellular populations: Effects of latency and feedbackl
title_full_unstemmed Stochastic modelling of cellular populations: Effects of latency and feedbackl
title_sort Stochastic modelling of cellular populations: Effects of latency and feedbackl
dc.creator.none.fl_str_mv Sánchez Taltavull, Daniel
author Sánchez Taltavull, Daniel
author_facet Sánchez Taltavull, Daniel
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Alarcón Cor, Tomás
Haro, Àlex
Universitat de Barcelona. Departament de Matemàtica Aplicada i Anàlisi
dc.subject.none.fl_str_mv Cèl·lules mare
VIH (Virus)
Processos estocàstics
Stem cells
HIV (Viruses)
Stochastic processes
topic Cèl·lules mare
VIH (Virus)
Processos estocàstics
Stem cells
HIV (Viruses)
Stochastic processes
description [cat]L'objectiu principal d'aquesta tesi doctoral és l'estudi de l'efecte de les fluctuacions en poblacions acoblades en sistemes biològics, on cèl·lules en estat latent juguen un paper important. Intentant trobar el significat biològic de la dinàmica dels sistemes. Els punts específics que volem abordar i la organització de la tesi estan explicats a continuació. En el Capítol 2, estudiem el comportament de les poblacions de cèl·lules amb estructura jeràrquica des del punt de vista de les propietats d'estabilitat, En particular: - 1. Divisió simètrica contra asimètrica en el compartiment de les cèl·lules mare. Estudiem la robustesa de les poblacions amb estructura jeràrquica, depenent de si les cèl·lules mare es divideixen simètricament, asimètricament o de les dues maneres. Estudiem com la divisió simètrica afecta a l'estabilitat de la població, ja que això té una gran importància en la progressió del càncer. - 2. La competició entre dues poblacions amb diferents tipus de divisió de les cèl·lules mare. Això és crucial per trobar estratègies òptimes que maximitzin la robustesa (supervivència a llarg termini, resistència a invasions i habilitat per invadir) de poblacions amb estructura jeràrquica. - 3. La influència de paràmetres com son la duplicació i el ritme de mort de cèl·lules mare, el temps de vida mitjà de les cèl·lules completament diferenciades, la longitud de les cadenes de diferenciació i les fluctuacions al compartiment de les cèl·lules mare en la robustesa i arquitectura òptima de les cascades de diferenciació. En el Capítol 3 presentem un model homogeni de combinació de HAART amb teràpies d'activació de les cèl·lules latents del VIH-1 a la sang. Estem interessats en: - 1. L'efecte del ritme d'activació de les cèl·lules latents en el temps mitjà de vida de la infecció. En particular analitzem si les teràpies basades en incrementar aquest ritme són capaces de suprimir la infecció en un temps raonable. - 2. La importància de l'eficiència de les teràpies antiretrovirals, incloent els casos límit en que l'eficàcia és del 100%, en la quantitat de càrrega viral. - 3. La formulació d'una teoria asimptòtica basada en l'aproximació semi-clàssica amb aproximacions quasi estacionàries per descriure la dinàmica del procés. La precisió d'aquest mètode asimptòtic és comparat amb simulacions multi-scale proposades pel Cao et al. En el Capítol 4, estenem el model proposat pel Rong i el Perelson a un model no homogeni de la dinàmica del VIH-1 en el corrent sanguini, considerant que les cèl·lules i els virus no estan distribuïts de manera uniforme en la sang. Els punts específics que volem estudiar són: - 1. El mecanisme que fa que apareguin els episodis de virèmia per sobre els límits de detecció, coneguts com viral blips. En particular volem investigar si són producte de fluctuacions estocàstiques degudes a la inhomogenietat o un altre mecanisme ha de ser considerat. - 2. Si l'aparició dels viral blips està afectada pels procediments duts a terme en el laboratori, com el temps d'espera entre les extraccions i les observacions. - 3. Si la probabilitat, l'amplitud i la freqüència dels viral blips es veu afectada pels diferents possibles tipus de producció viral, és a dir, continua vs burst. En el Capítol 5 presentem i discutim els resultats obtinguts, i comparem, quan és possible, amb altres models o amb resultats experimentals, i discutim el treball que deixem pel futur. Els detalls relatius a qüestions metodològiques, això com una introducció a la modelització estocàstica fent servir equacions mestres es donen en els apèndixs. Per a aquells que no estan familiaritzats amb els models basats en equacions mestres, l'autor recomana llegir primer l'apèndix A que proporciona la base matemàtica per entendre el capítol 2. Els Apèndixs B, C i D juntament amb l'Apèndix A donen la base matemàtica necessària per seguir el capítol 3 i el capítol 4.
publishDate 2014
dc.date.none.fl_str_mv 2014
dc.type.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.none.fl_str_mv https://hdl.handle.net/2445/63345
http://hdl.handle.net/10803/286001
url https://hdl.handle.net/2445/63345
http://hdl.handle.net/10803/286001
dc.language.none.fl_str_mv Inglés
language_invalid_str_mv Inglés
dc.rights.none.fl_str_mv (c) Sánchez, 2014
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv (c) Sánchez, 2014
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universitat de Barcelona
publisher.none.fl_str_mv Universitat de Barcelona
dc.source.none.fl_str_mv Tesis Doctorals - Departament - Matemàtica Aplicada i Anàlisi
reponame:Dipòsit Digital de la UB
instname:Universidad de Barcelona
instname_str Universidad de Barcelona
reponame_str Dipòsit Digital de la UB
collection Dipòsit Digital de la UB
repository.name.fl_str_mv
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1869404907931435008
spelling Stochastic modelling of cellular populations: Effects of latency and feedbacklSánchez Taltavull, DanielCèl·lules mareVIH (Virus)Processos estocàsticsStem cellsHIV (Viruses)Stochastic processes[cat]L'objectiu principal d'aquesta tesi doctoral és l'estudi de l'efecte de les fluctuacions en poblacions acoblades en sistemes biològics, on cèl·lules en estat latent juguen un paper important. Intentant trobar el significat biològic de la dinàmica dels sistemes. Els punts específics que volem abordar i la organització de la tesi estan explicats a continuació. En el Capítol 2, estudiem el comportament de les poblacions de cèl·lules amb estructura jeràrquica des del punt de vista de les propietats d'estabilitat, En particular: - 1. Divisió simètrica contra asimètrica en el compartiment de les cèl·lules mare. Estudiem la robustesa de les poblacions amb estructura jeràrquica, depenent de si les cèl·lules mare es divideixen simètricament, asimètricament o de les dues maneres. Estudiem com la divisió simètrica afecta a l'estabilitat de la població, ja que això té una gran importància en la progressió del càncer. - 2. La competició entre dues poblacions amb diferents tipus de divisió de les cèl·lules mare. Això és crucial per trobar estratègies òptimes que maximitzin la robustesa (supervivència a llarg termini, resistència a invasions i habilitat per invadir) de poblacions amb estructura jeràrquica. - 3. La influència de paràmetres com son la duplicació i el ritme de mort de cèl·lules mare, el temps de vida mitjà de les cèl·lules completament diferenciades, la longitud de les cadenes de diferenciació i les fluctuacions al compartiment de les cèl·lules mare en la robustesa i arquitectura òptima de les cascades de diferenciació. En el Capítol 3 presentem un model homogeni de combinació de HAART amb teràpies d'activació de les cèl·lules latents del VIH-1 a la sang. Estem interessats en: - 1. L'efecte del ritme d'activació de les cèl·lules latents en el temps mitjà de vida de la infecció. En particular analitzem si les teràpies basades en incrementar aquest ritme són capaces de suprimir la infecció en un temps raonable. - 2. La importància de l'eficiència de les teràpies antiretrovirals, incloent els casos límit en que l'eficàcia és del 100%, en la quantitat de càrrega viral. - 3. La formulació d'una teoria asimptòtica basada en l'aproximació semi-clàssica amb aproximacions quasi estacionàries per descriure la dinàmica del procés. La precisió d'aquest mètode asimptòtic és comparat amb simulacions multi-scale proposades pel Cao et al. En el Capítol 4, estenem el model proposat pel Rong i el Perelson a un model no homogeni de la dinàmica del VIH-1 en el corrent sanguini, considerant que les cèl·lules i els virus no estan distribuïts de manera uniforme en la sang. Els punts específics que volem estudiar són: - 1. El mecanisme que fa que apareguin els episodis de virèmia per sobre els límits de detecció, coneguts com viral blips. En particular volem investigar si són producte de fluctuacions estocàstiques degudes a la inhomogenietat o un altre mecanisme ha de ser considerat. - 2. Si l'aparició dels viral blips està afectada pels procediments duts a terme en el laboratori, com el temps d'espera entre les extraccions i les observacions. - 3. Si la probabilitat, l'amplitud i la freqüència dels viral blips es veu afectada pels diferents possibles tipus de producció viral, és a dir, continua vs burst. En el Capítol 5 presentem i discutim els resultats obtinguts, i comparem, quan és possible, amb altres models o amb resultats experimentals, i discutim el treball que deixem pel futur. Els detalls relatius a qüestions metodològiques, això com una introducció a la modelització estocàstica fent servir equacions mestres es donen en els apèndixs. Per a aquells que no estan familiaritzats amb els models basats en equacions mestres, l'autor recomana llegir primer l'apèndix A que proporciona la base matemàtica per entendre el capítol 2. Els Apèndixs B, C i D juntament amb l'Apèndix A donen la base matemàtica necessària per seguir el capítol 3 i el capítol 4.Universitat de BarcelonaAlarcón Cor, TomásHaro, ÀlexUniversitat de Barcelona. Departament de Matemàtica Aplicada i Anàlisi2014info:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionapplication/pdfhttps://hdl.handle.net/2445/63345http://hdl.handle.net/10803/286001Tesis Doctorals - Departament - Matemàtica Aplicada i Anàlisireponame:Dipòsit Digital de la UBinstname:Universidad de BarcelonaInglés(c) Sánchez, 2014info:eu-repo/semantics/openAccessoai:diposit.ub.edu:2445/633452026-05-27T06:46:51Z
score 15,300719

Similar Items