MarkoLAB®: A 3D Simulator to Study Ionic Channel’s Stochastic Behavior

Pesquisa em Engenharia Biomédica

“A Engenharia Biomédica é uma área na qual princípios da Engenharia são utilizados na abordagem de problemas médicos e biológicos”

Dentre as subáreas da Engenharia Biomédica destaca-se a Bioengenharia. Algumas das principais características da pesquisa em Bioengenharia são:

Predominância de pesquisa básica
Estudo de fenômenos e sistemas biológicos
Desenvolvimento de modelos físicos e matemáticos para melhor compreensão de fenômenos biológicos
Experimentação com animais e preparações biológicas para teste dos modelos propostos

As pesquisas em Bioengenharia servem como base para o desenvolvimento de novas técnicas para apoio à pesquisa biológica e clínica assim como para o desenvolvimento de instrumentação médica.

Atualmente, dentro da Bioengenharia, venho trabalhando no campo da Modelagem Matemática e Simulação Computacional da Eletrofisiologia Cardíaca. Dentro dessa linha de pesquisa destaca-se o seguinte Projeto de Pesquisa:

O simulador MarkoLAB

O software MarkoLAB® é um simulador multiplataforma, desenvolvido em ambiente MATLAB® e LabView®, para representar a dinâmica 3D dos modelos Markovianos para os três principais canais iônicos (sódio, potássio e cálcio) e permite, a partir de gráficos dinâmicos (animados), visualizar a transição entre os mais diversos estados que o canal possuir. MarkoLAB® fornece uma maneira original de se visualizar o comportamento estocástico de um canal iônico e possibilita esclarecer conceitos, como a recuperação da inativação por cálcio versus a inativação dependente da voltagem, fato que pode ser observado quando se estuda experimentalmente o comportamento do canal de cálcio do tipo L, além de possibilitar a simplificação de alguns dos diagramas de estados, como o que representa as transições entre os estados do canal de potássio de retificação lenta (IKs), cujas perturbações em um dos seus 17 estados, causadas por efeitos de drogas ou alterações genéticas, produzem uma repolarização anormal do AP cardíaco e consequentemente arritmias (Severi et al, 2009).

Essa pesquisa foi desenvolvida no Núcleo de Pesquisas Tecnológicas (NPT) da Universidade de Mogi das Cruzes em colaboração com o Departamento de Farmacologia da Universidade da Califórnia (UCDavis) e também conta com o apoio financeiro da FAPESP.

Para maiores informações acesse:

1. SILVA, R. R.; GOROSO, D. G.; BERS, D. M. ; PUGLISI, J. L. MarkoLAB: A simulator to study ionic channel’s stochastic behavior. COMPUTERS IN BIOLOGY AND MEDICINE, v. 87, p. 258-270, 2017.

2. PESSOA, C.; BERNARDINO JÚNIOR, R. ; B. S. FILHO, O.; G. GOROSO, D.; L. PUGLISI, J.; SILVA, R.R. MARKOLAB WEB: Uma plataforma online para estudo do comportamento estocástico dos canais iônicos. In: Anais COBECSEB 2017, 2018, Uberlândia. Anais do X Simpósio de Engenharia Biomédica. Even3, 2017. v. 1.