Microfluídica para estudiar modelos biológicos multicelulares | Defensa de Trabajo Especial de la Licenciatura en Física

Día: 5 de mayo

Hora: 15:00 hs

Resumen: En este trabajo se tiene como modelo biológico a los coanoflagelados Salpingoeca Rosetta, microorganismos unicelulares autopropulsados pertenecientes al grupo de las eucariotas. Estos son de gran interés para la biología evolutiva debido a que son considerados los ancestros más antiguos del reino animal, presentando una fuerte conexión con los inicios de la multicelularidad. Entre ellos se encuentran los micronadadores lentos y micronadadores rápidos los cuales conviven en una misma muestra de laboratorio bajo condiciones ambientales normales y presentan distintas dinámicas de nado y morfologías. Estos tienen la particularidad, que dependiendo la disponibilidad de nutrientes aumenta o disminuye la posibilidad de fusión celular tal que los nadadores se unen o dividen cumpliendo el rol de gametas masculinas o femeninas con el fin de preservar su supervivencia y la información genética. Esto motivó a esta tesis, ofreciendo un modelado de la física del problema y una herramienta de la microfluídica tal que pueda separar a la muestra de los mismos para futuros estudios genéticos que den respuesta a la biología evolutiva. En este trabajo se propuso un microdispositivo separador (ratchet), basándose y mejorando el trabajo de J. Sparacino et. al. El mismo consta de un microdispositivo microfluídico 2D con microobstáculos asimétricos capaz de separar y concentrar una muestra de nadadores en un tiempo que permita una correcta extracción a la persona a cargo del laboratorio y que no genere daño celular a los microorganismos. Para comprender y describir la evolución de los coanoflagelados se utilizó un modelo fenomenológico utilizando ecuaciones de Langevin adaptado a la dinámica de los micronadadores. Los parámetros utilizados fueron obtenidos en trabajos anteriores. Las simulaciones dieron lugar, con una ventana factible de tiempo, una rectificación con un factor de eficiencia entre 3 y 6.5 veces, significando una exitosa concentración y separación de los micronadadores por encima de la media de los resultados obtenidos en otros dispositivos ratchets de sistemas biológicos. En suma, se estudiaron los valores de rectificación para un amplio rango de parámetros, tanto de geometría, de la muestra y el setup experimental, con el fin de estudiar los diversos comportamientos de los coanoflagelados solitarios. Originalmente se analizaron los datos experimentales para cuantificar el tiempo medio de anclaje a la paredes del microdispositivo la cual ofrece líneas a seguir en lo que se refiere al modelado en las paredes del microdispositivo separador (ratchet), siendo de gran importancia en el campo de la microfluídica. Por último, el aporte más significativo es la presentación de los primeros experimentos de separación y concentración de coanoflagelados como la contrastación de los resultados simulados con los resultados experimentales.