Guilherme Volpe Bossa centra sus intereses de Biofísica en modelos teóricos para sistemas biológicos e interacciones en interfaces cargadas. En particular, exploramos extensiones de la teoría de Poisson-Boltzmann en diversos de escenarios, incluyendo: membranas lipídicas, colóides cargados, entrega de medicamentos y peptides antimicróbicos. Nuestros estudios descansan sobre mean-field theory, métodos numéricos y herramientas computacionales para análisis de datos. Un ejemplo son modelos de difusión para la interacción huésped-microbioma. Formas de vidas complejas hospedan legiones de micróbios que co-evolucionaron para convivir con y prover servicios al huésped. Conocido como microbioma, estas comunidades de micróbios que habitan nuestros cuerpos son extremadamente abundantes y diversas, con ciertos microbios que brindan servicios esenciales para una buena salud. De acuerdo, los huéspedes desarrollaron elaborados mecanismos de reconocimiento inmune para defenderse de especies micróbicas patogénicas, al mismo tiempo tolerando o bien cooperando con especies micróbicas esenciales. El sistema inmune del huésped y los microbios se encuentran en el interfaz de nuestro cuerpo con el mundo exterior. Con la excepción de la piel, dicha interfaz es mediada por muco: en los intestinos, boca, pulmones etc. No obstante un significativo progreso reciente en el análisis experimental de la interfaz sistema inmune-microbioma mediada por muco, una comprensión profunda de la dinámica en el interfaz entre estos dos sistemas permanece limitada, debido a la ausencia de una teoría que modele los hallazgos experimentales. En esta línea de investigación proponemos desenredar los roles específicos de los elementos clave en este sistema acoplado huésped-muco-microbioma, a través de novedosos modelos de grano grueso. Estos modelos son retroalimentados por las observaciones empíricas y serán capaces deinvestigar los estados su establilidad y respuesta a perturbaciones, proporcionando predicciones para experimentos futuros. Ambos el microbioma y el sistema inmune son extremadamente complejos, esenciales para la salud y estudiados cuantitativamente en experimentos. No obstante, a menudo se consideran por separado y una teoría de su interacción está aún en su infancia.