?
Исследование движения сферического фронта клеток в вязком матриксе: роль клеточных делений и взаимодействия клеток с матриксом при развитии опухолей
Решена задача об эволюции объемной концентрации клеток в сферическом агрегате,
состоящем из клеток, внеклеточного матрикса и жидкости. Агрегат окружен внеклеточным мат-
риксом. Постановка задачи использует разработанную автором ранее модель многофазной биоло-
гической сплошной среды, образованной двумя активно взаимодействующими твердыми фазами
и жидкостью. Исследовано распространение сферического фронта клеток в вязком матриксе в ре-
зультате деления клеток и активных взаимодействий клеток с матриксом. Эффекты, связанные
с выработкой протеолитических ферментов, не учитываются. Расчеты показали, что доминиро-
вание активных межклеточных взаимодействий над взаимодействиями клеток с матриксом при
отсутствии деления клеток приводит к уплотнению агрегатов и уменьшению их радиуса. В случае
доминирования перекрестных активных взаимодействий над межклеточными сценарий эволю-
ции агрегатов зависит от их начальной плотности. Устойчивой особенностью развития рыхлых
агрегатов является формирование предварительной разметки для полой клеточной структуры. Ре-
зультатом развития плотных агрегатов является образование клеточных структур, которые (в зави-
симости от концентрации матрикса) характеризуются либо отделением небольшой группы клеток
от основной массы, либоформированием плотного ядра, окруженного расширяющимся сфериче-
ски симметричным слоем клеток с низкой объемной концентрацией, что характерно, в частности,
для глиобластом. Показано, что скорость фронта клеток немонотонно зависит от концентрации
окружающего матрикса. Деление клеток меняет эволюцию плотных агрегатов с доминирующими
межклеточными взаимодействиями: вместо уплотнения агрегатов происходит увеличение их ра-
диуса, а распределение клеточной фазы принимает вид медленно распространяющегося фронта,
вытесняющего матрикс (характерно, в частности, для менингиом).