Οι προσομοιώσεις υπολογιστών αποδίδουν ενδείξεις για τον τρόπο με τον οποίο αλληλεπιδρούν τα κύτταρα με το περιβάλλον
Μία από τις πιο σημαντικές πτυχές των αλληλεπιδράσεων κυττάρων-περιβάλλοντος είναι η ανταλλαγή θρεπτικών ουσιών και αποβλήτων. Τα κύτταρα πρέπει να λαμβάνουν θρεπτικά συστατικά από το περιβάλλον τους προκειμένου να αναπτυχθούν και να αναπαραχθούν και πρέπει να εκδιώξουν τα απόβλητα προκειμένου να αποφευχθεί η τοξική. Ο ρυθμός απορρόφησης θρεπτικών συστατικών και αποβλήτων προϊόντων αποβλήτων καθορίζεται από έναν αριθμό παραγόντων, συμπεριλαμβανομένης της συγκέντρωσης των θρεπτικών ουσιών και των αποβλήτων στο περιβάλλον, το μέγεθος και το σχήμα του κυττάρου και την παρουσία μεταφορέων μεμβράνης.
Οι προσομοιώσεις υπολογιστών μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να μελετήσουν τον τρόπο με τον οποίο αυτοί οι διάφοροι παράγοντες επηρεάζουν την απέλαση της πρόσληψης θρεπτικών ουσιών και των αποβλήτων. Μεταβάλλοντας τις παραμέτρους της προσομοίωσης, οι επιστήμονες μπορούν να καθορίσουν τις βέλτιστες συνθήκες για την κυτταρική ανάπτυξη και την αναπαραγωγή. Αυτές οι πληροφορίες μπορούν στη συνέχεια να χρησιμοποιηθούν για το σχεδιασμό νέων μέσων καλλιέργειας και βιοαντιδραστήρων για αναπτυσσόμενα κύτταρα στο εργαστήριο.
Μια άλλη σημαντική πτυχή των αλληλεπιδράσεων κυττάρου-περιβάλλοντος είναι η απόκριση των κυττάρων σε μηχανικά ερεθίσματα. Τα κύτταρα εκτίθενται συνεχώς σε μηχανικές δυνάμεις, όπως το τέντωμα, η συμπίεση και η διατμητική τάση. Αυτές οι δυνάμεις μπορούν να επηρεάσουν το σχήμα, την ανάπτυξη και τη διαφοροποίηση των κυττάρων. Οι προσομοιώσεις υπολογιστών μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να μελετήσουν τον τρόπο με τον οποίο τα κύτταρα ανταποκρίνονται σε διαφορετικά μηχανικά ερεθίσματα και αυτές οι πληροφορίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για το σχεδιασμό νέων βιολογικών υλικών και ιατρικών συσκευών που αλληλεπιδρούν με τα κύτταρα με ελεγχόμενο τρόπο.
Οι προσομοιώσεις υπολογιστών χρησιμοποιούνται επίσης για να μελετήσουν τον τρόπο με τον οποίο τα κύτταρα αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Τα κύτταρα σε ιστό ή όργανο επικοινωνούν συνεχώς μεταξύ τους μέσω μιας ποικιλίας μηχανισμών, όπως η άμεση επαφή, η παρακρινή σηματοδότηση και η ενδοκρινική σηματοδότηση. Οι προσομοιώσεις υπολογιστών μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να μελετήσουν τον τρόπο με τον οποίο αυτοί οι διαφορετικοί μηχανισμοί επικοινωνίας κυττάρων-κυττάρων συμβάλλουν στην ανάπτυξη και τη λειτουργία των ιστών. Αυτές οι πληροφορίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ανάπτυξη νέων θεραπειών για ασθένειες που προκαλούνται από διαταραχές στην επικοινωνία κυττάρων-κυττάρων.
Συνοπτικά, οι προσομοιώσεις υπολογιστών είναι ένα ισχυρό εργαλείο για τη μελέτη του τρόπου με τον οποίο τα κύτταρα αλληλεπιδρούν με το περιβάλλον τους. Αυτές οι πληροφορίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ανάπτυξη νέων φαρμάκων και θεραπειών για ασθένειες, καθώς και για το σχεδιασμό νέων υλικών και συσκευών που αλληλεπιδρούν με τα κύτταρα με ελεγχόμενο τρόπο.
