IsletLab: an application to reconstruct and analyze islet architectures

Abstract

The continuous interaction between experimental and theoretical work has proven to be extremely useful for the study of pancreatic cells and, recently, of pancreatic islets. This prolific interaction relies on the capability of implementing computational models and methods to derive quantitative data for the analysis and interpretation of experimental observations. In this addendum I introduce Isletlab, a multiplatform application developed to provide the research community with a user-friendly interface for the implementation of computational algorithms for the characterization and simulation of pancreatic islets.

Modelo computacional de la secreción pulsátil de insulina en islotes pancreáticos de tipo humano

“…Este proceso se repite hasta que se alcanza la convergencia según un criterio previamente establecido o bien un criterio de finalización (ver Figura 7). Se utilizó IsletLab [63] para implementar la reconstrucción de los islotes pancreáticos. Una descripción detallada del algoritmo de reconstrucción se puede consultar en el trabajo original al respecto [48].…”

“…Partiendo de las arquitecturas de los islotes humanos reconstruidos computacionalmente se identificaron y cuantificaron los contactos entre células α (N αα ), células α y β (N αβ ), células α y δ (N αδ ), células β (N ββ ). Para esto se utilizó el algoritmo implementado en IsletLab [63], descrito a detalle en [51] (un esquema general del algoritmo se puede observar en la Figura 15).…”

“…Las simulaciones de la secreción pulsatil de insulina utilizando el modelo de osciladores acoplados antes descrito se realizó en IsletLab [63], considerando un periodo de oscilación promedio de 10 minutos, tiempo al que se evaluó la sincronización de las secreciones pulsátiles de las células β (0: desincronizacíon total, 1: sincronización total). La sincronización de las actividades secretorias de las células β en los islotes se calculó como: (10) donde la amplitud R σ (0 ≤ R σ ≤ 1) mide la coherencia de fase de las células σ ∈ α, β, y la fase Θ σ representa la fase media de las células σ.…”

“…La reconstrucción de los islotes pancreáticos in silico se llevó a cabo en IsletLab [63], escrito en C utilizando la biblioteca OpenMP y ejecutado en el clúster Yoltla del Laboratorio Nacional de Cómputo de Alto Desempeño (LANCAD), en la Universidad Autónoma Metropolitana, Iztapalapa, Ciudad de México, México. Para realizar los cálculos se utilizaron nodos Intel Xeon E5-2670 v2 con 20 procesadores físicos (20 subprocesos) y 64 memoria RAM GM DDR3.…”