在对生物材料的免疫反应中对巨细胞-纤维细胞相互作用的基于代理物的建模
Jennifer Riccio1, Luca Presotto1, Shir Bahiri2
1Department of Physics, Università degli Studi di Milano-Bicocca, Milan, Italy.
PloS one
|August 19, 2025
概括
这项研究引入了一种先进的基于代理的模型来模拟异物反应,重点关注巨细胞和纤维细胞相互作用. 该模型准确预测细胞反应和纤维化,为生物材料开发提供了一个工具.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 计算生物学 计算生物学
- 免疫学 免疫学 免疫学
背景情况:
- 异物反应 (FBR) 是一种复杂的生物反应对植入的生物材料,涉及巨细胞和纤维细胞.
- 大细胞两极分化 (M1/M2) 和纤维细胞驱动纤维化是FBR中的关键过程,通常导致生物材料失效.
- 现有的模型往往忽略了FBR期间巨细胞和纤维细胞之间的关键相互作用.
研究的目的:
- 开发一个全面的基于代理物的 (AB) 模型,模拟FBR中巨细胞和纤维细胞之间的动态相互作用.
- 创建FBR的预测性数字双胞胎,结合细胞反应和纤维化.
- 根据体外和体外实验数据验证AB模型.
主要方法:
- 利用基于代理的 (AB) 建模来模拟巨细胞和纤维细胞的细胞内和细胞间动力学.
- 集成现有的普通微分方程 (ODE) 和AB模型用于巨细胞动态.
- 根据体外数据 (病原体反应) 和体内文献数据验证了开发的AB模型.
主要成果:
- 与ODE模型相比,基于代理物的 (AB) 模型与实验数据的一致性更高.
- 先进的AB模型成功地结合了巨细胞-纤维细胞相互作用和模拟纤维化.
- 模拟工具准确地复制了细胞群动力学,包括刺激效应,化疗,招募和纤维囊形成.
结论:
- 基于代理的建模提供了一个强大的平台来模拟复杂的FBR过程,包括关键的细胞相互作用.
- 开发的模拟工具为预测生物材料反应和指导未来生物材料设计提供了经过验证的方法.
- 这种方法提高了我们对FBR及其对生物材料性能和故障的贡献的理解.
