Comunicació cel·lular mediada per citonemes i les seves implicacions en el glioblastoma

En aquesta xerrada, explorem un nou paradigma en la comunicació cel·lular que va més enllà dels processos de difusió tradicionals. El contacte cèl·lula a cèl·lula a través d'estructures semblants a filopodis, conegudes com a citonems, s'ha proposat com un mecanisme clau per a la formació de gradients de morfògens. Malgrat els avenços recents en la senyalització dels citonems, se sap poc sobre com els citonems naveguen per la matriu extracel·lular i s'orienten per trobar els seus objectius. Aquí, demostrem que les variacions en l'estabilització i l'orientació dels citonems depenen dels nivells relatius de proteïnes específiques, cosa que suggereix un nou mecanisme per al guiatge dels citonems. Integrant dades experimentals, hem desenvolupat un model matemàtic per analitzar i validar aquest mecanisme de guiatge. Finalment, investiguem les seves implicacions per a la dinàmica del glioblastoma i les interaccions neurona-glioblastoma.
Referències:
• A. Aguirre-Tamaral, M. Cambón, D. Poyato, J. Soler, I. Guerrero. Model predictiu per al guiatge de citonems en la senyalització Hedgehog basat en la interacció Ihog-Glypicans. Nature Communications 13 (2022), 5647.
• M. Conte, S. Casas-Tintò, J. Soler. Modelització de patrons d'invasió al camp de batalla del glioblastoma. PLOS Computational Biology 17(1): e1008632, (2021).
• J. Calvo, J. Campos, V. Caselles, O. Sánchez, J. Soler. Formació de patrons en una equació de reacció-difusió limitada per flux de tipus medi porós. Inventiones Mathematicae 206 (2016), 57–108.
• RC Rockne, …, J. Soler, …, K. Urbaniak. El futur de l'oncologia matemàtica a l'era de la IA. Nature npj Systems Biology and Applications volum 12, Número d'article: 22 (2026)

Aprenentatge del control del cicle cel·lular a partir de la dinàmica a escala de teixits

En aquesta xerrada, presentarem un marc de modelització contínua i inferència bayesiana per estudiar com la regulació del cicle cel·lular configura l'expansió del teixit epitelial. Utilitzant models que combinen el creixement tissular amb la progressió del cicle cel·lular dependent de la densitat, inferim com les restriccions d'amuntegament modulen les transicions a través del cicle cel·lular i generen patrons espacials de proliferació en teixits en creixement. Això proporciona una ruta quantitativa per vincular l'expansió a escala de teixit observada experimentalment amb les regles subjacents del control del cicle cel·lular. També discutirem diverses extensions d'aquest marc. Aquestes inclouen enfocaments basats en dades per aprendre directament la forma funcional de les taxes de transició del cicle cel·lular dependents de la densitat mitjançant equacions diferencials universals, models dependents de l'edat per investigar la sincronia del cicle cel·lular i models d'error basats en la hidrodinàmica fluctuant per tenir en compte millor la variabilitat intrínseca i millorar la inferència. Junts, aquests enfocaments tenen com a objectiu desenvolupar mètodes més robustos i interpretables mecànicament per inferir la regulació del cicle cel·lular a partir de dades experimentals a nivell de població.
Aquesta xerrada es basa en una sèrie de treballs en col·laboració amb Ruth Baker, José A. Carrillo, Luke De-Bretton Gordon, Marjorie Watts, Benjamin Stephens, Helen Byrne, Torkel Loman (Oxford) i Daniel Cohen (Princeton).

Estats rotacionals induïts per grafs en el modelatge del moviment col·lectiu dels peixos

Experimentalment se sap que els bancs de peixos són capaços de fer la transició entre diverses formes de moviment col·lectiu, incloent-hi la formació en bancs, en què totes les velocitats estan alineades, i la formació en bancs, en què tots els individus giren a una velocitat angular comuna al voltant d'un punt comú. La majoria dels models de comportament col·lectiu dels peixos són sistemes de partícules de segon ordre que contenen tres forces socials principals: atracció-repulsió, alineació i autopropulsió. L'estudi d'aquests models ha demostrat que el comportament de formació en bancs pot ser induït per la sola presència dels termes d'atracció-repulsió i autopropulsió. Aquí, investiguem la viabilitat de produir transicions de fase entre la formació en bancs i la formació en bancs mitjançant heterogeneïtats en un operador d'alineació, en contraposició a les forces d'atracció i repulsió utilitzades anteriorment a la literatura. Amb aquest objectiu, reduïm el model a un model oscil·latori de primer ordre de Stuart-Landau i mostrem que sota certes estructures de grafs, el model produeix biestabilitat dels estats de rotació (indicatiu de formació en bancs) i estats completament sincronitzats (indicatius d'organització en bancs).
Aquest treball s'ha dut a terme en col·laboració amb David Poyato (Universitat de Granada) i David Nicholas Reynolds (Universitat de Varsòvia).

Modelització de la dinàmica d'agregació en Capsaspora owczarzaki per comprendre els orígens de la multicel·lularitat

L'origen de la multicel·lularitat animal continua sent una de les qüestions centrals de la biologia evolutiva. Si bé l'agregació s'ha considerat durant molt de temps una possible via cap a la multicel·lularitat, el seu paper ha estat difícil d'avaluar experimentalment a causa de la manca d'un sistema model estable, reproduïble i quantitativament tractable en un parent unicel·lular proper dels animals.
Establim la filasteriana Capsaspora owczarzaki, un dels parents unicel·lulars coneguts més propers dels animals, com un sistema d'aquest tipus i combinem observacions experimentals, transcriptòmica i modelització matemàtica per caracteritzar la seva dinàmica d'agregació. En aquesta xerrada, em centraré especialment en la modelització teòrica de l'agregació de Capsaspora. Analitzant dades d'imatges resoltes en el temps, hem formulat un model cinètic en què l'adhesió cèl·lula-cèl·lula augmenta de manera no lineal amb la concentració de sèrum fetal boví (FBS), un desencadenant ambiental de l'agregació. L'acoblament d'aquesta resposta d'adhesió similar al llindar amb la depleció local de FBS a través del consum cel·lular va ser suficient per reproduir el cicle complet d'agregació-desagregació observat experimentalment, incloent-hi la dinàmica de creixement, fusió i dissolució agregada.
Les anàlisis transcriptòmiques temporals donen suport de manera independent a les prediccions del model, revelant una regulació a l'alça coordinada dels gens associats amb l'adhesió, la senyalització i la motilitat durant l'agregació, seguida d'una regulació a la baixa a mesura que els nivells de FBS disminueixen. Aquests resultats suggereixen que l'agregació a Capsaspora no és simplement un procés físic passiu, sinó un comportament multicel·lular regulat dinàmicament.
De manera més àmplia, aquest treball il·lustra com la modelització matemàtica quantitativa pot proporcionar un marc predictiu que vinculi les transicions d'estat molecular amb el comportament cel·lular col·lectiu. Integrant la modelització amb la biologia cel·lular experimental i la genòmica evolutiva, proposem Capsaspora com una nova plataforma per investigar com l'agregació induïda pel medi ambient pot haver contribuït a l'aparició de trets multicel·lulars en el llinatge animal.
Aquest treball s'ha dut a terme en col·laboració amb Gonzalo Bercedo-Saborido (Institut de Biologia Evolutiva, IBE), Iñaki Ruiz-Trillo (IBE), Tomás Alarcón (ICREA, CRM, UAB) i Koryu Kin (Universitat Juntendo)

Acoblament de models cinètics basats en la fisiologia dels eixos endocrins amb models estructurats de dinàmica de poblacions cel·lulars: un enfocament integratiu de la toxicitat reproductiva

L'impacte dels microcontaminants en els organismes vius és una preocupació important per a la salut i el medi ambient. Els disruptors endocrins (DE) interfereixen amb la fisiologia dels organismes i poden alterar les principals funcions biològiques, en particular la funció reproductiva. Els peixos són espècies d'interès en toxicologia, perquè el seu entorn aquàtic i la seva fisiologia els fan particularment sensibles als contaminants. El treball inicial [3, 4] es va dedicar al desenvolupament d'un model cinètic-toxicodinàmic (PBK-TD) basat en la fisiologia, que comprèn un sistema d'EDO, de l'eix HPG que regula la funció endocrina i reproductiva. El model, calibrat amb dades experimentals de peixos zebra femelles adultes, es va utilitzar per avaluar la influència de l'exposició a DE en la secreció d'hormones i la reproducció.
Presentaré una extensió d'aquest treball centrada en l'acoblament d'un model PBK-TD del tipus desenvolupat a [3] amb una EDP quasilineal que modelitza la dinàmica d'una població de gàmetes femenins (també coneguts com a oòcits) estructurada per mida, que mostra no linealitats que tenen en compte les interaccions no locals entre cèl·lules individuals i hormones del cos. El comportament qualitatiu de la solució del model EDP, que es va introduir i analitzar a [1], reflecteix bé la dinàmica de la maduració dels oòcits, i l'acoblament dels dos models permet la integració no només de les dades de [3, 4] sobre els nivells d'hormones i disfunció erèctil en diferents compartiments del cos, sinó també sobre la distribució de la mida dels oòcits [2]. S'han aplicat estratègies acurades de reducció de models per aconseguir la identificabilitat pràctica dels paràmetres del model seleccionats mitjançant un enfocament bayesià, permetent en última instància un coneixement més profund de la funció endocrina i reproductiva alterada en una fase crítica del procés de maduració dels oòcits.
Aquest treball forma part del projecte 23FC3R-009 (OvoTox), amb el suport financer de GIS FC3R sobre fons gestionats per Inserm.
referències
[1] F. Clément, L. Fostier i R. Yvinec. Anàlisi de bona posició i bifurcació d'un model de població estructurat per mida: aplicació a la dinàmica dels gàmetes femenins. En revisió al SIAM Journal on Applied Dynamical Systems, 2024.
[2] M. Lesage, M. Thomas, T. P'ecot, T.-K. Ly, N. Hinfray, R. Beaudouin, M. Neumann, R. Lovell-Badge, J. Bugeon i V. Thermes. Un pipeline integral basat en eines d'aprenentatge profund de codi obert per a l'anàlisi fiable d'imatges 3D complexes d'ovaris. Development, 150(7):dev201185, 2023.
[3] T.-K. Ly, E. Chadili, O. Palluel, K. Le Menach, H. Budzinski, C. Tebby, N. Hinfray i R. Beaudouin. Modelització PBK-TD de l'eix gonadotròpic: estudi de cas amb dos fungicides azòlics en peix zebra femella. Toxicologia Aquàtica, pàgina 107337, 2025.
[4] T.-K. Ly, J. De Oliveira, E. Chadili, K. Le Menach, H. Budzinski, A. James, N. Hinfray i R. Beaudouin. Toxicocinètica de l'imazalil i el procloraz en peixos estudiada mitjançant un model cinètic basat en la fisiologia (PBK). Environmental Science and Pollution Research, 31(40):52758–52773, 2024.

Col·laboració amb: Frédérique CLEMENT (EPC CNRS-INRAE-INRIA MUSCA), Romain
YVINEC i Louis FOSTIER (Unité UMR PRC & EPC CNRS-INRAE-INRIA MUSCA), Rémy BEAUDOUIN i Tu-Ky LY (TEAM & UMR-I02 SEBIO, INERIS), Violette THERMES (LPGP)

Límits macroscòpics dels sistemes multiagent distingibles

Els sistemes multiagent són omnipresents en la ciència i es poden considerar com a grans sistemes de partícules que interactuen amb la capacitat de generar estructures autoorganitzades a gran escala a partir de regles d'interacció locals simples entre cada agent i els seus veïns. Com que la mida del sistema sol ser enorme, una qüestió important és connectar les escales microscòpica i macroscòpica en termes de límits macroscòpics, que és un problema fonamental en física i matemàtiques estretament relacionat amb el sisè problema de Hilbert.
En la majoria d'aplicacions de la vida real, la comunicació entre agents no es basa en acoblaments uniformes de tot a tot, sinó en connexions altament heterogènies, i això fa que els agents siguin distingibles. Com que l'arquitectura precisa de la xarxa de connexions juga un paper crucial en el comportament emergent resultant del grup complet, és desitjable preservar-la en el límit macroscòpic. Tanmateix, les estratègies clàssiques basades en els límits de camp mitjà i hidrodinàmics es basen fermament en la suposició crucial que els agents són indistinguibles i, per tant, no s'aplica al nostre entorn distingible, de manera que necessitem idees substancialment noves.
En aquesta xerrada revisaré alguns resultats recents sobre la derivació rigorosa de models macroscòpics basats en EDP a partir de dinàmiques microscòpiques basades en EDO per a sistemes multiagent distingibles a mesura que creix la mida del grup. Primer, a [1] vam considerar interaccions binàries modelades per grafs asimètrics, dispersos i estàtics. Segon, a [2] vam considerar interaccions d'ordre superior modelades per hipergrafs simètrics, densos i estàtics (possiblement de rang il·limitat). Finalment, en el nostre treball recent [3], vam considerar difusions interactives no intercanviables amb interaccions binàries modelades per grafs dinàmics que coevolucionen amb els estats de l'agent. Això condueix a dinàmiques no markovianes, que per tant requereixen saltar de les EDP al món estocàstic per trobar el límit macroscòpic.
referències
[1] P.-E. Jabin, D. Poyato, J. Soler, Límit de camp mitjà de sistemes no intercanviables, Commun. Pure Appl. Math. 78, 651–741 (2025).
[2] N. Ayi, N. Pouradier Duteil, D. Poyato, Límit de camp mitjà de sistemes multiagent no intercanviables sobre hipergrafs de rang il·limitat, arXiv:2406.04691.
[3] J. Cabrera-Nyst, D. Poyato, Límit de camp mitjà de difusions interactives no intercanviables en xarxes coevolutives, en preparació

Modelització matemàtica de la comunicació mecànica entre cèl·lules

La comunicació cèl·lula-cèl·lula és essencial per coordinar la migració cel·lular durant processos com el desenvolupament primerenc, el creixement dels vasos sanguinis i la cicatrització de ferides. La migració cel·lular es produeix dins d'un entorn complex, fibrós i elàstic anomenat matriu extracel·lular (MEC), les propietats de la qual poden influir significativament en el comportament cel·lular. Durant la migració, les cèl·lules exerceixen forces de tracció que es deformen i generen estrès mecànic a la MEC. Aquesta deformació es transmet a distància, influint en el comportament de les cèl·lules properes.
L'objectiu d'aquest treball és doble: analitzar i quantificar la retroalimentació mecànica que sorgeix de les interaccions cèl·lula-ECM i estudiar la interacció cel·lular a distància a través d'aquests senyals mecànics durant la migració cel·lular. En aquest treball, presentem un model basat en agents que incorpora les principals propietats de les interaccions cèl·lula-ECM en un marc 2D. L'estructura cel·lular està proporcionada per elements viscoelàstics units en un centre organitzador col·locat sobre un substrat elàstic, amb les seves interaccions capturades mitjançant forces mecàniques. A més, el nostre model inclou la dinàmica de la unió i despreniment d'adhesions focals, els complexos que intervenen en la interacció entre les cèl·lules i la ECM i l'activitat cel·lular de polimerització i contracció de la miosina.
Aquest marc matemàtic ens permet explorar com emergeixen i es propaguen els senyals mecànics dins de la matriu extracel·lular (MEC). En particular, ens permet estudiar com l'alineació de les fibres i la transmissió de la tensió intervenen en les interaccions entre cèl·lules distants, i com la coordinació intracel·lular entre la protrusió i la contracció impulsa una migració efectiva. En aquesta xerrada, presentaré resultats recents que il·lustren com els camps de deformació generats per les cèl·lules actives actuen com a senyals mecànics indirectes que influeixen en les cèl·lules properes. En particular, mostraré com aquests senyals mecànics poden desencadenar activitat migratòria en cèl·lules passives properes, donant lloc a un moviment col·lectiu o com poden alterar la direcció de la migració de les cèl·lules properes.

Modelització multiescala de la dinàmica espaciotemporal del calci: des de la senyalització estocàstica de nanodominis fins a les arrítmies cardíaques

L'estabilitat rítmica del cor es regeix per una cascada de senyalització complexa i multiescala on el calci estocàstic microscòpic () els esdeveniments d'alliberament s'integren per formar fenòmens elèctrics macroscòpics. Aquesta xerrada ofereix una visió general dels diversos règims dinàmics i inestabilitats que sorgeixen a la cèl·lula cardíaca, passant d'una homeòstasi estable a comportaments oscil·latoris i desordenats.

Primer examinem les condicions per a homeòstasi, explorant com la cèl·lula manté un equilibri iònic general i identificant els canvis paramètrics que condueixen a la sobrecàrrega de calci. A continuació, abordem l'aparició de alternans (una bifurcació que duplica el període), centrant-se en dos mecanismes subjacents diferents: el paper de la refractarietat de l'alliberament del reticle sarcoplasmàtic (SR) en models mínims, i la interpretació de l'alternans com una transició de fase d'ordre-desordre global en sistemes espacialment explícits d'alta dimensionalitat. Això es complementa a més amb una anàlisi de -Inactivació dependent de la calmodulina (CaM) del receptor de rianodina (RyR2) com a potent impulsor de retroalimentació no lineal d'aquestes oscil·lacions.

Finalment, discutim la transició de les "espurnes" estocàstiques locals a la propagació ones. Analitzem les condicions biofísiques —determinades pels nivells totals de calci i l'amortiment— que permeten que aquestes ones s'autosostenguin. Aquests fronts de propagació són de vital importància, ja que desencadenen el corrent d'intercanvi sodi-calci cap a l'interior (INaCa), proporcionant l'enllaç determinista entre les ones de calci subcel·lulars i les postdespolaritzacions retardades (DAD). En unir la biofísica de nanodominis amb la dinàmica d'ones macroscòpiques, destaquem com la modelització multiescala identifica les bifurcacions específiques que condueixen a arrítmies cardíaques potencialment mortals.

TBP

La teoria evolutiva s'ha desenvolupat sense gaire comprensió del mapa fenotípic de genotips (MPG) i els processos responsables d'aquest (per exemple, el desenvolupament). La majoria dels models assumeixen MPG amb característiques específiques (per exemple, linealitat) sense cap comprensió del desenvolupament subjacent. Aquí introduïm un marc teòric per incloure aquesta comprensió a la teoria evolutiva i explorar com les respostes clàssiques a les preguntes evolutives es modifiquen i les noves preguntes esdevenen abordables, amb aquesta inclusió. Amb aquesta finalitat, introduïm EvolutionMaker, un model general d'evolució en què no s'assumeix el MPG sinó que sorgeix de xarxes d'interaccions entre gens i cèl·lules. El model considera una població d'individus, cadascun amb un genotip i un fenotip. Els fenotips són morfologies 3D que sorgeixen de passar cada genotip (és a dir, una xarxa gènica) a través d'un model general de desenvolupament, EmbryoMaker. Aquest últim model pot simular la difusió de senyals extracel·lulars, els comportaments cel·lulars (divisió cel·lular, adhesió cel·lular, etc.) i qualsevol xarxa gènica arbitrària. A cada generació hi ha mutació, deriva i selecció en els fenotips individuals.
Vam descobrir que la morfologia, el desenvolupament i el GPM evolucionen però que, força sovint,
Les poblacions no assoleixen els fenotips òptims. Fins i tot per a òptims relativament simples, el GPM subjacent és tan complex que les poblacions queden atrapades en òptims locals a partir dels quals és poc probable que es produeixin més mutacions adaptatives. També hem descobert que quan s'entén el GPM, molts aspectes de l'evolució esdevenen predictibles (al nivell de com canvien els fenotips i com evoluciona el desenvolupament subjacent). També hem descobert que altres respostes clàssiques a preguntes evolutives no es compleixen, mentre que d'altres sí, quan es consideren GPM realistes i evolucionables, com fem nosaltres.

La mecànica i la geometria configuren la forma biològica: de la morfogènesi cardíaca a la citoadherència de la malària

Els sistemes biològics exploten les forces mecàniques per autoorganitzar-se en arquitectures funcionals. Presentem dos estudis biofísics computacionals que il·lustren aquest principi: la morfogènesi del cor dels vertebrats i la remodelació a nanoescala de la membrana dels eritròcits durant la infecció per Plasmodium falciparum. Tots dos combinen imatges quantitatives, anàlisi geomètrica en geometries complexes i modelització física.
La trabeculació, on els cardiomiòcits es delaminen per formar les crestes ventriculars essencials, és un pas crític en el desenvolupament del cor. Anteriorment atribuïda al prepatró bioquímic, demostrem que la trabeculació es guia per la fracturació mecànica de la matriu extracel·lular cardíaca (cECM), induïda per contraccions miocardíaques. La curvatura anisotròpica del cor dirigeix ​​l'estrès mecànic, produint fractures de cECM amb patrons espacials que serveixen com a senyals estructurals per a la trabeculació. Quantifiquem la tensió miocardíaca i desenvolupem un model biofísic 3D de la dinàmica de la cECM sota el batec cíclic reconstruït a partir de dades experimentals. Les nostres simulacions prediuen patrons de fractura que coincideixen amb les observacions en embrions de peix zebra, ajudant a establir la fracturació mecànica com a impulsor morfogenètic directe de la trabeculació.
La infecció per P. falciparum remodela la membrana dels eritròcits en protuberàncies nanomètriques anomenades protuberàncies (knobs), que agrupen molècules d'adhesió i medien la citoadherència a l'endoteli vascular, un determinant clau de la patogènesi de la malària. Presentem un marc computacional per quantificar l'organització espacial 3D de les protuberàncies a partir de dades de microscòpia electrònica i caracteritzar la seva distribució mitjançant descriptors de tensor superficial que capturen la seva anisotropia i alineació preferencial.
En ambdós casos, l'anàlisi geomètrica i les simulacions numèriques en geometries corbes complexes resulten crucials per entendre correctament com la mecànica influeix en la matèria viva a través d'escales.

Dels individus al moviment col·lectiu: una visió estocàstica i basada en dades dels bancs de peixos

El moviment sincronitzat dels bancs de peixos proporciona un exemple clàssic de com l'ordre macroscòpic emergeix de les interaccions locals dels individus. En aquesta presentació, introduirem un marc estocàstic per a les dinàmiques de bancs que redueix la bretxa entre les descripcions basades en l'individu i el moviment col·lectiu. Desenvolupant una representació mesoscòpica eficaç, podem desacoblar amb èxit les trajectòries col·lectives de les fluctuacions inherents. Utilitzant aquest marc, examinarem com l'heterogeneïtat individual, concretament les variacions en la percepció del risc, configura l'organització espacial del grup. A més, demostrarem que aquests sistemes sovint operen prop d'un punt crític, un estat que optimitza la transferència d'informació mitjançant allaus de comportament. Per concloure, discutirem la inferència de les regles d'interacció a partir de dades empíriques mitjançant l'anàlisi de mapes de forces, proporcionant un vincle directe entre les observacions experimentals i les descripcions cinètiques efectives del comportament col·lectiu.

Aprofitant l'anàlisi de dades espacials per proporcionar una quantificació robusta de patrons i una inferència de paràmetres de models de moviment cel·lular de dues poblacions

Comprendre com els grups de cèl·lules coordinen robustament el seu comportament representa una qüestió clau en la biologia del desenvolupament. La modelització matemàtica ajuda a abordar aquest problema permetent als investigadors investigar hipòtesis en un entorn abstracte, però continua sent un repte vincular aquests marcs teòrics a dades experimentals. Aquí, presentaré una nova cadena de processament dissenyada per abordar aquest problema. La cadena genera núvols de punts etiquetats a partir d'imatges experimentals i sintètiques, extreu informació sobre els seus patrons mitjançant eines d'anàlisi de dades espacials, incloent estadístiques basades en la forma i funcions de correlació multiescala, i després utilitza la diferència entre aquestes quantitats com a base per a la inferència de paràmetres mitjançant la computació bayesiana aproximada. Aplicaré aquesta cadena de processament al cas d'exemple de formació de patrons de peix zebra, on dos tipus de cèl·lules interactuen per produir ratlles negres i grogues alternes. Mostraré que les estadístiques que mesuren l'organització espacial a través de múltiples escales de longitud són robustes a rèpliques experimentals i sintètiques, fins i tot quan les dades sintètiques es mostregen a partir d'un estat inicial gairebé espacialment uniforme. L'agrupació no supervisada d'imatges basada en estadístiques derivades de la cadena de processament produeix clústers biològicament interpretables basats en la presència de ratlles, taques o estructures laberintines. Finalment, demostraré que aquesta cadena de processament recupera paràmetres que governen les forces atractives entre cèl·lules en un model basat en agents estocàstics. Preveig que aquesta cadena de processament d'anàlisi espacial, que és agnòstica a la font de dades i no es limita a models de formació de patrons de peix zebra, permetrà als futurs investigadors vincular de manera robusta i precisa models dinàmics de fenòmens espacialment heterogenis a dades experimentals.
Aquest treball forma part d'una col·laboració amb Markus Schmidtchen (TU Dresden), Alexandria Volkening (Universitat Purdue), Chandrasekhar Venkataraman (Universitat de Sussex), Joshua Bull (Universitat d'Oxford), José A. Carrillo (Universitat d'Oxford) i Erik Sahai (The Francis Crick Institute).

Perspectives matemàtiques sobre l'heterogeneïtat fenotípica en malalties complexes

L'heterogeneïtat fenotípica és un tret distintiu de moltes malalties complexes, com ara el càncer i l'aterosclerosi, on les cèl·lules adapten contínuament el seu comportament en resposta a senyals microambientals locals. Els models matemàtics que representen explícitament l'estructura fenotípica proporcionen un marc potent per entendre com aquests processos adaptatius configuren la progressió de la malaltia i la resposta al tractament. A través d'una sèrie d'estudis de casos, mostraré com el fenotip...-Els models estructurats es poden utilitzar per estudiar l'impacte de les interaccions tumor-immunitat en el creixement tumoral i la resposta a la immunoteràpia, el desenvolupament de lesions ateroscleròtiques primerenques i l'aparició i les conseqüències de l'heterogeneïtat fenotípica en el melanoma.   

Models d'EDP per al creixement de poblacions cel·lulars heterogènies: fronts viatgers, interfícies nítides i fenòmens de concentració

En aquesta xerrada, es consideraran models d'EDP per al creixement de poblacions cel·lulars heterogènies. S'examinaran tant models amb estats fenotípics discrets, que consisteixen en sistemes acoblats d'EDP no lineals, com models en què el fenotip entra com a variable d'estructuració contínua, que es formulen com a EDP no locals. Centrant-nos en escenaris on cèl·lules amb diferents fenotips estan segregades espacialment a través de fronts invasors, s'estudiaran solucions d'ones viatgeres que presenten interfícies nítides, per a la primera classe de models, i fenòmens de concentració, per a la segona classe de models. Es discutiran breument els coneixements sobre els mecanismes que sustenten la migració cel·lular col·lectiva generada per aquests resultats matemàtics.