اثر جهت‌گيري فيبرهاي ماتريس خارج سلولي تحت جريان سيال بر رگ‌زايي سلول‌هاي اندوتليال با استفاده از مدل سلولي پاتس

توپوگرافي ماتريس خارج سلولي نقش مهمي در بسياري از رويدادهاي بيولوژيكي از جمله بهبود بافت، مورفوژنز و رشد دارد. مشخص شده است كه ساختار ماتريس و خواص مكانيكي آن از جمله عوامل تعيين كننده در تعيين سرنوشت سلول‌هاي ساكن آن مي‌باشند. علاوه بر عوامل مستقيم مكانيكي، ماتريس‌ها هم‌چنين آزادسازي و جذب برخي مواد شيميايي را تسهيل كرده و در برهم‌كنش‌هاي سلولي و سلول-ماتريس شركت مي‌كنند. ثابت شده است كه كرنش‌هاي مكانيكي در ماتريس، مهاجرت و طويل شدن سلول‌هاي اندوتليال را كه منجر به رگ‌زايي مي‌شود، هدايت مي‌كند و اتفاق نظر وجود دارد كه سفتي ماتريس، تراكم فيبر و جهت‌گيري فيبر مي‌تواند رگ‌زايي را در جهت گراديان سفتي افزايش دهد. در اين مطالعه به طور خاص نقش توپوگرافي در هدايت خودسازماندهي سلول هاي اندوتليال ناشي از اثر مانع در مقابل جريان مايع و تسهيل جابه‌جايي سلولي در جهت‌هاي خاص بررسي شده است. بدين منظور مدل رگ‌زايي هدايت شده با جريان مايع كه پيش‌تر توسط نويسندگان مقاله‌ي حاضر ارائه شده براي پاسخ‌هاي سلولي انتخاب شده است. مدل شبكه‌ي بولتزمن جريان سيال براي مطالعه‌ي اثر الياف يك طرفه و جهت‌گيري‌هاي تصادفي الياف اتخاذ و اصلاح شده است. براي مطالعه‌ي اثر جهت‌گيري فيبر، يك مدل پيشنهادي قبلي از تخلخل در شبكه‌ي بولتزمن براي مطابقت با اين هدف اصلاح و بهبود داده شده است. اين مدل مي‌تواند اثرات جهت‌گيري فيبر در ماتريس بر مهاجرت اندوتليال و وسكولوژنز را بازتوليد كند. شبيه‌سازي‌ها پيوستگي بهتر لومن‌هاي تشكيل شده را زماني كه جريان محلي در جهت فيبر باشد نشان داده است. اين نتايج مي تواند پيامدهاي قابل مطالعه‌اي در درك نارسايي‌هاي سلول‌هاي اندوتليال در برخي بيماري‌ها و هم‌چنين در رگ‌زايي و متاستاز تومور داشته باشد.