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Title in Portuguese: Estudo da viscoelasticidade de células de câncer renal por microscopia de força atômica
Author: Alencar, Luciana Magalhães Rebêlo
Advisor(s): Sousa, Jeanlex Soares de
Keywords: Microscopia de Força Atômica
Propriedades mecânicas
Células humanas
Microscopia de Força Atômica
Atomic Force Microscopy
Mechanical properties
Human cells
Issue Date: 2010
Citation: ALENCAR, L. M. R. Estudo da viscoelasticidade de células de câncer renal por microscopia de força atômica. 2010. 155 f. Tese (Doutorado em Física) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2010.
Abstract in Portuguese: As propriedades mecânicas de células vivas possuem um papel crucial no bom desempenho de suas funções fisiológicas. Porém, nosso conhecimento nesse assunto ainda é limitado. Não é totalmente compreendido como uma célula responde, estrutural e mecanicamente, a uma tensão externa ou como a elasticidade das células altera-se em organismos doentes em comparação a organismos sadios. Recentemente, a biomecânica de células do câncer (em particular, a elasticidade ou rigidez) tem sido apontada como um fator importante que está relacionado à função, adesão, motilidade, transformação e invasão da célula neoplásica. Estudos in vivo mostram que transformações cancerosas introduzem alterações significativas na estrutura e comportamento celular. Essas diferenças também podem causar alterações nas propriedades mecânicas, geralmente levando a uma maior deformabilidade da célula. A quantificação da alteração de elasticidade, utilizando ensaios mecânicos em conjunto com um exame microscópico, pode tornar-se um poderoso diagnóstico do câncer e abrir caminhos para novos tratamentos. Neste contexto, a Microscopia de Força Atômica (AFM) se apresenta como uma ferramenta ideal para a investigação de células por sua alta resolução, capacidade de nano-manipulação de superfícies, possibilidade de trabalhar em meios líquidos e por ser uma técnica não destrutiva. Neste trabalho, propõe-se a investigação da resposta mecânica de células cancerígenas (linhagens A-498 e ACHN), comparando-se com células normais (RC-124), utilizando-se um Microscópio de Força Atômica e seus componentes como ferramentas de caracterização morfológica de alta resolução e caracterização das propriedades mecânicas dessas células. Utilizando a sonda de AFM como nano-indentador e a partir dos dados de força obtidos pelo microscópio, analisados por meio de modelos teóricos adequados, temos por objetivo obter valores qualitativos e quantitativos da resposta elástica dessas células.
Abstract: The mechanical properties of living cells have a crucial role in the accomplishment of their physiological functions. However, our knowledge on this subject is still limited. Is not fully understood how a cell responds structurally and mechanically to an external pressure or as the elasticity of cells is altered in diseased organisms compared to healthy ones. Recently, the biomechanics of cancer cells, in particular the elasticity or stiffness, has been identified as an important factor that is related to function, adhesion, motility, invasion and transformation of the neoplastic cells. Studies in vivo show that cancerous transformations introduce significant changes in the structure and behavior of cells. These differences can cause changes in mechanical properties, often leading to greater cell deformability. Quantifying the change of elasticity using mechanical tests in conjunction with a microscopic examination, can become a powerful method for the diagnosis of cancer, and open new routes for treatments. In this context, Atomic Force Microscopy (AFM) is presented as an ideal tool for cell research due to its high resolution capability for surface nano-manipulation, ability to work in fluids and for being a noninvasive and nondestructive technique. This study investigates the mechanical response of cancer cells (lines A-498 and ACHN), compared to normal cells (RC-124). Using an AFM and its components as a morphological tool of high resolution characterization and characterization of the cells mechanical properties using the AFM probe as a nano-indenter, and from the strength data obtained by the microscope, and appropriate theoretical models to interpret these data to obtain qualitative and quantitative values of the elastic response these cells.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/12366
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