Model for Angiogenesis in Three Dimensions taking into account Tissue Elasticity

Abstract

A angiogénese é um mecanismo complexo que está presente em muitos processos no corpo, desde a cicatrização à angiogénese tumoral. Esta presença faz deste mecanismo um grande alvo de estudo. Na angiogénese têm de se considerar vários sinais, desde sinais químicos, como o vascular endothelial growth factor, a sinais mecânicos. Apenas a incorporação destas fontes de sinais permitem uma descrição completa da angiogénese. Neste trabalho usamos um modelo contínuo onde estão incluídas as propriedades elásticas do sistema assim como as forças provocadas pelas células endoteliais, especialmente das que adquirem o fenótipo de célula ponta (tip cell), enquanto se movem no sistema seguindo o gradiente dos sinais químicos, que aponta na direcção das células em hipóxia (com falta de oxigénio) que são a fonte de VEGF. A proliferação de células endoteliais é outra parte vital da angiogénese. As células endoteliais com o fenótipo de stalk cell são as responsáveis pela proliferação e, neste trabalho, são estudadas as alterações na resposta do sistema quando proliferação é introduzida. A inclusão de stresses mecânicos no sistema permite estudar o efeito que estes têm sobre o processo de angiogénese num espaço tridimensional. Os resultados obtidos neste trabalho mostram que o modelo consegue modelar, pelo menos qualitativamente, o processo de angiogénese e mostrar a importância dos stresses mecânicos como impulsionadores do movimento das célula ponta, assim como da proliferação das células endoteliais. Neste trabalho são também estudadas as alterações devido à proliferação e, como esperado, esta permite um melhor crescimento do novo vaso e consegue manter a ligação entre a célula ponta e o vaso inicial mesmo em condições onde, anteriormente, esta ligação era quebrada.