Tracking collective cell motion by topological data analysis
Notice bibliographique
Résumé
By modifying and calibrating an active vertex model to experiments, we have simulated numerically a confluent cellular monolayer spreading on an empty space and the collision of two monolayers of different cells in an antagonistic migration assay. Cells are subject to inertial forces and to active forces that try to align their velocities with those of neighboring ones. In agreement with experiments in the literature, the spreading test exhibits formation of fingers in the moving interfaces, there appear swirls in the velocity field, and the polar order parameter and the correlation and swirl lengths increase with time. Numerical simulations show that cells inside the tissue have smaller area than those at the interface, which has been observed in recent experiments. In the antagonistic migration assay, a population of fluidlike Ras cells invades a population of wild type solidlike cells having shape parameters above and below the geometric critical value, respectively. Cell mixing or segregation depends on the junction tensions between different cells. We reproduce the experimentally observed antagonistic migration assays by assuming that a fraction of cells favor mixing, the others segregation, and that these cells are randomly distributed in space. To characterize and compare the structure of interfaces between cell types or of interfaces of spreading cellular monolayers in an automatic manner, we apply topological data analysis to experimental data and to results of our numerical simulations. We use time series of data generated by numerical simulations to automatically group, track and classify the advancing interfaces of cellular aggregates by means of bottleneck or Wasserstein distances of persistent homologies. These techniques of topological data analysis are scalable and could be used in studies involving large amounts of data. Besides applications to wound healing and metastatic cancer, these studies are relevant for tissue engineering, biological effects of materials, tissue and organ regeneration.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».