Доклады

Математическое моделирование форм коллективной миграции клеток рака молочной железы

Красняков И.В., Брацун Д.А., Писмен Л.М.¹

Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Россия, 614013, Пермь, ул. Профессора Поздеева 11, +7 (342) 2-391-414

¹Технион – Израильский технологический институт, Израиль, 32000, Хайфа

Недавние исследования рака показали, что опухоль – это не просто гомогенное накопление трансформированных деградировавших клеток. По-сути, опухоль – это своеобразный орган (или даже организм), клетки которого дифференцируются в зависимости от выполняемых ими задач, а вся система в целом функционирует, подчиняясь внутренней логике развития опухоли [1,2].

Предлагаемая математическая модель рассматривает карциному как гетерогенное образование, состоящее из клеток разных фенотипов, которые выполняют различные функции в опухоли. Ткань может развиваться посредством механизмов клеточного деления и интеркаляции. Фенотип каждой клетки определяется её окружением и может динамически изменяться вследствие эпителиально-мезенхимального и обратного к нему мезенхимально-эпителиального переходов [3]. При этом фенотип самой опухоли устанавливается в самом начале численного эксперимента и не меняется в ходе моделирования. Таким образом, в работе рассматриваются хорошо дифференцированные формы коллективной миграции карциномы молочной железы, которые в реальной медицинской практике встречаются достаточно редко, так как представляют собой чистые фенотипы рака молочной железы. Полученные в ходе моделирования структуры коллективной миграции сравниваются со структурами, ранее идентифицированными в клинических исследованиях (солидная, папиллярная, криброзная) [2]. Для каждого вида структуры изучена динамика клеточной популяции, а также приведена численная оценка их сложности и энтропии.

Исследование выполнено при финансовой поддержке Правительства Пермского края в рамках научного проекта № C-26/174.2

Литература

1. Egeblad M., Nakasone E.S., Werb Z. Tumors as organs: complex tissues that interface with the entire organism // Dev. Cell. 2010. – vol. 18, no. 6. – P. 884-901.

2. Sinn H.P., Kreipe H. A Brief Overview of the WHO Classification of Breast Tumors, 4th Edition, Focusing on Issues and Updates from the 3rd Edition // Breast Care (Basel). 2013. – vol. 8, no. 2. – P. 149-54.

3. Красняков И.В., Брацун Д.А., Писмен Л.М. Математическое моделирование роста карциномы при динамическом изменении фенотипа клеток // Компьютерные исследования и моделирование. 2018. – т. 10, № 6. – С. 879-902.

• тезисы на русском языке (PDF)