Континуальное моделирование механически активных клеточных систем

Проект направлен на теоретическое и экспериментальное исследование участия механических факторов в организации и самоорганизации биологических систем, состоящих из клеток, проявляющих механическую активность. Главной целью работы является построение и исследование моделей сплошных сред с учетом различных механизмов взаимодействия между клетками, а также между клетками и внеклеточным матриксом на основе методов механики многофазных сплошных сред с явным введением параметров, отвечающих за механическую активность клеток. Результаты моделирования будут использованы для анализа закономерностей, наблюдаемых в экспериментах, проводимых с целыми зародышами и эксплантатами эмбриональных тканей и направленных на изучение участия механозависимых клеточных реакций в эмбриогенезе. В частности, будут выполнены и теоретически интерпретированы опыты по переориентации естественного направления вытяжения тканей под воздействием приложенной извне силы. Будет обоснован и приложен к описанию изгибания клеточных пластов и других конкретных процессов биологического формообразования упрощенный метод, базирующийся на анализе пространственно-временной организации активных сил и моментов. Предполагается моделирование самоорганизации в гетерогенных системах, образованных клетками разных типов, включая их сегрегацию (пространственное разделение) в результате активного взаимодействия. Результаты могут быть использованы как для анализа механизмов нормального и патологического развития организмов, в том числе механических процессов в опухолевых тканях, так и в биоинженерии.