مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تاثیرات مکانیکی ماتریس فراسلولی بر رشد و مهاجرت سلول های اندوتلیال در فرایند نورگ سازی متاثر از تومور

نویسندگان
1 عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
2 دانشجوی دکترای دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
چکیده
نورگ‌سازی متاثر از تومور مرحله اصلی تبدیل یک تومور خوش‌خیم به بدخیم است. در این فرایند، رشد و مهاجرت سلول‌های اندوتلیال زمینه‌ساز تشکیل مویرگ‌هایی هستند که با انتقال خون به تومور باعث رشد بیشتر آن می‌شوند. با توجه به اهمیت تشکیل مویرگ‌ها و جریان خون در نورگ‌سازی، شبیه‌سازی این پدیده اهمیت ویژه‌ای در تحقیقات مرتبط با رشد تومور و گسترش سرطان دارد. در این تحقیق با در نظر گرفتن مقیاس‌های فرا‌سلولی، سلولی و درون‌سلولی برای نورگ‌سازی، از مدلی ریاضی برای بررسی تاثیرات مکانیکی ماتریس فراسلولی بر رشد و مهاجرت سلول‌های اندوتلیال استفاده شده است. این تاثیرات شامل چگالی ماتریس و طول فیبرهای آن می‌باشد. از یک روش مونت کارلوی گسسته شبکه‌ای جهت مدل کردن دینامیک سلولی استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان می‌دهند که امکان مهاجرت سلول‌ها و تشکیل رگ در بازه‌ی مشخصی از چگالی ماتریس و طول فیبرهای ماتریس میسر است. بر این اساس، مقادیر متوسط چگالی ماتریس و طول‌ کم فیبرها، محیط مناسبی برای رشد رگ ایجاد می‌کنند. این مدل، رفتار سلول‌های اندوتلیال برای ساخت شبکه مویرگی را به خوبی ارائه می‌کند و به عنوان پایه‌ای برای توسعه مدل‌های تشکیل حلقه‌های جریان و جریان خون در مویرگ‌های اطراف تومور مورد استفاده قرار خواهد گرفت.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Mechanical Effects of Extra-cellular Matrix on Growth and Migration of Endothelial Cells in Tumor-induced Angiogenesis

نویسندگان English

Madjid Soltani 1
Hossein Bazmara 2
Mostafa Sefidgar 2
Madjid Bazargan 1
Seyyed Mojtaba Musavi Naeenian 1
2 K. N. T. University of Technology
چکیده English

Tumor induced angiogenesis is the bridge between benign and malignant tumor growth stages. In this process, growth and migration of endothelial cells build capillaries to supply the tumor with blood for its further growth. Regarding the importance of capillary formation and blood flow in angiogenesis, simulation of this phenomenon plays important role in tumor growth and cancer development studies. In this work, considering intracellular, cellular, and extracellular scales a mathematical model of tumor-induced angiogenesis is used to consider mechanical effects of extracellular matrix on growth and migration of endothelial cells. These effects are matrix density and its fiber length. In this study, to model cellular dynamics, a discrete lattice based Monte Carlo method is used. Results show that migration of endothelial cells and development of capillaries are possible in a specified range of matrix density and matrix fiber length. Based on the results, medium matrix densities and low fiber length provide a suitable environment for capillaries growth and development. The model is a promising tool for modeling tumor induced angiogenesis and is a base for development of models for loop formation and blood flow in capillaries around tumor.

کلیدواژه‌ها English

Angiogenesis
Multi-scale Modeling
Tumor
Cellular Pott’s Model