|
PresentationsModel of platelet lamellipodia formationCenter for Theoretical Problems of Physicochemical Pharmacology, Moscow, Moskva, Russia 1Dmitry Rogachev National Medical Research Center Of Pediatric Hematology, Oncology and Immunology, Moscow, Moskva, Russia В течение минуты после активации тромбоцитов они изменяют форму с образованием новых актиновых структур – ламеллиподий и филоподий. Данные органеллы состоят из густой динамической сети актиновых филаментов, способных проталкивать мембрану клетки. Считается, что распластывание тромбоцита зависит от формирования именно ламеллоподий. При активации тромбоцитов мономеры глобулярного (G) актина полимеризуются с образованием филаментозного (F) актина. Нуклеация и полимеризация актина регулируются широким спектром белков, включающим комплекс Arp2/3, который осуществляет ветвление филаментов. В настоящей работе мы адаптируем ранее опубликованную компьютерную модели роста псевдоподии нейтрофила [1] для описания начальных стадий образования ламеллоподии тромбоцита. Модель представляет собой стохастический алгоритм полимеризации актина с возможностью зависимого от Arp2/3 ветвления в окрестности мембраны клетки. Интегрирование модели происходило с помощью Python 3.8. Рассчитанная скорость роста ламеллоподии сравнивалась с существующими экспериментальными данными для здоровых доноров и пациентов с мутациями в гене ARPC1B, кодирующем одну из субъединиц комплекса Arp2/3. В существующих экспериментальных данных по росту ламеллоподий тромбоцитов протрузия вырастала за 8-10 минут на 1,5-2 мкм, что соответствует предсказаниям модели. При этом модельная максимальная скорость роста составила 0,6 мкм/мин, что сравнимо с экспериментальными 0,5 мкм/мин. Таким образом, предложенная модель успешно описывает характерные размеры и скорости роста ламеллоподии. При уменьшении константы ветвления в 3 раза рост ламеллоподий прекращался. Это согласуется с данными об отсутствии формирования ламеллоподий тромбоцитов у пациентов с дефицитом ARPC1B. Однако модель не может описать экспериментально наблюдаемую остановку роста ламеллоподий через 8-10 минут. Таким образом, модель успешно описывает только первые стадии роста ламеллиподий в тромбоцитах человека. Включение механизмов остановки роста ламеллиподии, например, истощение пула G-актина, в модель является предметом дальнейших исследований. Работа поддержана грантом РНФ № 21-74-20087.
Литература 1. Korobkin, J.; Garcia, A.; Sveshnikova, A. A Minimal Mathematical Model of Neutrophil Pseudopodium Formation during Chemotaxis. SBPReports 2021, 1, 10
|
