Разработка модели человеческой желудочковой ткани с учетом морфологии

Кардиомиоциты, полученные дифференцировкой из плюрипотентных стволовых клеток человека, служат незаменимой платформой для фундаментального изучения механизмов сердечно-сосудистых заболеваний. В то время как возможность воспроизведения редких патологий, индивидуальный подбор препаратов и другие вопросы, касающиеся электрофизиологических свойств одиночных кардиомиоцитов, хорошо изучены, мало внимания уделено свойствам синцития дифференцированных клеток. Так, одним из важных свойств оказалось воспроизведение гомогенного проводящего синцития при пересадке на новый субстрат, находящееся в строгой зависимости от этапа дифференцировки клеток: попадая на новый субстрат, одиночные клетки способны формировать проводящую ткань, но теряют это свойство после 20 дня дифференцировки. Целью данной работы является теоретическое объяснение этой зависимости, базирующееся на морфологии дифференцированных клеток. Для моделирования процесса формирования ткани использовалась клеточная модель Поттса, базирующаяся на иммуноцитохимических снимках одиночных кардиомиоцитов на разных этапах дифференцировки. Проведение волны возбуждения по таким виртуальным кардиослоям воспроизводилось при помощи электрофизиологической модели ten-Tusscher Panfilov. По результатам работы удалось установить связь между морфологией одиночных клеток и свойствами проведения ткани, образующейся из них, что позволяет объяснить связь этапа дифференцировки со свойствами проведения ткани, пересаженной на новый субстрат.