Descrizione e analisi quantitativa dei meccanismi di gestione del calcio intracellulare nei cardiomiociti derivati da staminali pluripotenti indotte

L'obiettivo di questa tesi è quello di migliorare l'attuale formulazione del primo modello finora sviluppato di cardiomiociti derivati da hiPSC, il Paci2013, attraverso l'utilizzo: i)di un set di dati sperimentali di transienti di Ca2+ e ii) di una procedura automatica per l’ottimizzazione dei parametri del modello. Il lavoro svolto per questa tesi si articola in diverse fasi. Dapprima è stata introdotta nel modello una nuova formulazione del rilascio di Ca2+ dal reticolo sarcoplasmatico, che riproduce in maniera più realistica un importante fenomeno alla base della contrazione muscolare cardiaca. Successivamente è stata effettuata una discriminazione dei dati sperimentali dei transienti di Ca2+ tramite una procedura di classificazione non supervisionata, al fine di rendere il set di misure sperimentali più consistente con il modello in esame. In seguito è stato implementato un framework di ottimizzazione parametrica che, tramite la minimizzazione di una funzione costo, ha consentito di calibrare il modello sulla base dei dati sperimentali. Infine, in fase di validazione del modello, sono state effettuate delle simulazioni di bloccanti di corrente per valutare che gli effetti di tali bloccanti sul potenziale d’azione fossero consistenti con dati sperimentali da letteratura. In conclusione, questo lavoro di tesi ha fornito in primis una nuova versione del modello Paci2013 calibrata su dati sperimentali di transienti di Ca2+ ed il framework di ottimizzazione parametrica, che rappresenta uno strumento utile per lo sviluppo di modelli computazionali.