Mechanica van weefsel-spheroids in functie van individuele-celeigenschappen

De mechanische eigenschappen van weefsels spelen een belangrijke rol in biologische processen zoals embryonale morphogenese, tumorgroei, metastase en wondheling. 'Spheroid'-culturen, kleine bolvormige aggregaatjes van cellen, worden vaak als modelsysteem gebruikt om de biofysica van weefsels te bestuderen. Vanuit een fysisch oogpunt bestaan spheroids uit 'actieve materie', met een grote varieteit aan complexe eigenschappen, van een actieve vaste stof over een visco-elastische vloeistof tot collectief bewegende zwermen. Hoe zulke gedragingen ontstaan uit de mechanische eigenschappen van enkele cellen of uit hun interacties is nog steeds niet goed begrepen. Toch zijn er meer en meer experimentele technieken die toelaten deze mechanische eigenschappen gedetailleerd op te meten, zowel op een- als op meercellig niveau. Bovendien laten recente ontwikkelingen in partikel-gebaseerde modelleertechnieken toe om voor het eerst computationele modellen te ontwikkelen die de complexe mechanische interacties tussen onregelmatige cellen te beschrijven. In dit project ontwikkelen wij een kwantitatieve methodologie die toelaat de mechanica en rheologie van weefsels te begrijpen als gevolg van celmechanische eigenschappen. Hiervoor ontwikkelen we geavanceerde computationele modellen die zullen worden vergeleken met mechanische experimenten met behulp van atoomkrachtmicroscopie (AFM) and micropipetaspiratie (MA), zowel op enkele cellen als op kleine spheroids van mesenchymale oorsprong.