Пространственная континуальная модель формирования просвета в кластере клеток, погруженном во внеклеточный матрикс: роль механических факторов

Исследуется степень участия механизмов, таких как активные взаимодействия клеток между собой и с внеклеточным матриксом, повышенное гидростатическое давление в межклеточной жидкости и ферментативная активность клеток, приводящая к разрушению внеклеточного матрикса, в процессе формирования полостей в кластерах клеток, образующихся во время кластерного васкулогенеза. В рамках разработанной ранее континуальной многофазной модели среды, образованной двумя активно взаимодействующими твердыми фазами и жидкостью, решена задача об эволюции одиночного кластера клеток, погруженного в деформируемый внеклеточный матрикс и проведено исследование роли различных клеточных механизмов, обсуждаемых при формировании полых структур. Расчеты показали, что доминирование активных взаимодействий типа клетка–матрикс над межклеточными взаимодействиями приводит к смещению клеток в сторону внешней границы кластера и созданию условий для образования полости внутри него. Ферментативная активность клеток способствует освобождению свободного пространства для уплотнения кластера вследствие активных межклеточных взаимодействий и замедлению формирования возрастающего профиля концентрации клеточной фазы. Увеличение давления жидкости в занятой клетками области приводит к ускорению перераспределения концентраций клеточной фазы и матрикса. Давление жидкости способствует накоплению клеточной фазы около границы кластера и росту концентрации матрикса в центральной его части. И лишь совместное участие всех рассмотренных механизмов приводит к формированию структуры, в которой слой, образованный клеточной фазой, окружает заполненную жидкостью полость, при этом концентрация матрикса в полости демонстрирует тенденцию к его полному исчезновению.