VII Съезд биофизиков России
Краснодар, Россия
17-23 апреля 2023 г.
Главная
О Съезде
Организаторы
Программный комитет
Программа Съезда
Место проведения Съезда
Проживание
Оргвзносы
Основные даты
Регистрация
Публикации материалов Съезда
Молодежный конкурс
Контакты
Тезисы
English version
Партнеры Съезда
Правила оформления докладов

Программа Съезда

Секции и тезисы:

Биофизика сложных многокомпонентных систем. Математическое моделирование. Биоинформатика

Агентная модель рост опухоли с учетом тканевого напряжения и поступления питательных веществ

А.В. Колобов1*, М.Б. Кузнецов1

1.Физический институт им.П.Н.Лебедева Российской академией наук (ФИАН);

* kolobov(at)lebedev.ru

В докладе представлена модель роста опухоли на основе внерешеточных агентов, описывающая опухоль как сеть пролиферирующих клеток, динамика которых зависит от стресса, создаваемого межклеточными связями. Использован метод учета опухолевых клеток и учета межклеточных связей, обеспечивающий плавную динамику клеточной сети и позволяющий сохранить относительную численную дешевизну. В то же время такое описание точно воспроизводит эффекты, характерные для более сложных подходов, такие как вытягивание клеток в сторону области низкого давления и тенденцию к максимальному увеличению площади контакта между клетками. Моделирование свободного роста опухоли, ограниченного только остаточным напряжением, возникающим внутри опухоли, демонстрирует существенное влияние гидравлической проводимости ткани и силы межклеточного взаимодействия на форму опухоли и скорость роста. Моделирование компактного роста опухоли в пределах нормальной ткани показывает, что сильное взаимодействие между опухолевыми клетками является основным фактором, существенно ограничивающим рост опухоли. Кроме того, показано неоднозначное влияние размера нормальной ткани и силы взаимодействия нормальных клеток на опухолевый рост, характер которого качественно меняется в зависимости от величины гидравлической проводимости ткани. Моделирование роста опухоли в нормальной ткани с учетом питательных веществ, которые также влияют на поведение опухолевых клеток, дают разные режимы роста опухоли, в том числе рост без насыщения в течение как минимум нескольких лет с образованием крупных некротических ядер при низкой гидравлической проводимости ткани и достаточной высоким притоком питательных веществ, что качественно коррелирует с известными клиническими данными.



Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда грант № 22-21-00835.

Agent-based model of tumor growth with account of solid stress and nutrient supply

A.V. Kolobov1*, M.B. Kuznetsov1

1.P.N.Lebedev Physical Institute of RAS (LPI);

* kolobov(at)lebedev.ru

In this talk an off-lattice agent-based model of tumor growth is presented, that describes tumor as a network of proliferating cells, which dynamics depends on the stress generated by intercellular bonds. A method of consideration of tumor cells and accounting for intercellular bonds is introduced, that ensures smooth dynamics of cell network and allows to maintain relative numerical cheapness but at the same time naturally reproduces the effects typical to more complex approaches, like the elongation of cells towards the low pressure regions and the tendency of maximizing the contact area between cells. The simulations of free tumor growth, restricted only by the residual stress generated within the tumor, demonstrate the influence of tissue hydraulic conductivity and strength of cell-cell interaction on tumor shape and growth rate. The simulations of compact tumor growth within the normal tissue show that strong interaction between tumor cells is a major factor significantly limiting tumor growth. Moreover, they detect ambiguous effects of the normal tissue size and the strength of interaction of normal cells on the tumor growth which natures change qualitatively depending on the value of tissue hydraulic conductivity. Simulations of tumor growth in normal tissue with account of nutrients, which also influence tumor cell behavior, yield different regimes of tumor growth, including growth without saturation during at least several years with formation of large necrotic cores in case of low tissue hydraulic conductivity and sufficiently high nutrient supply, which qualitatively correlates with the known clinical data.



This work is supported by the Russian Science Foundation under grant 22-21-00835.



Докладчик: Колобов А.В.
240
2023-02-15

Национальный комитет Российских биофизиков © 2022
National committee of Russian Biophysicists