Experimental measurement and numerical modeling of deformation behavior of breast cancer cells passing through constricted microfluidic channels
Notice bibliographique
Résumé
During the multistep process of metastasis, cancer cells encounter various mechanical forces which make them deform drastically. Developing accurate in-silico models, capable of simulating the interactions between the mechanical forces and highly deformable cancer cells, can pave the way for the development of novel diagnostic and predictive methods for metastatic progression. Spring-network models of cancer cell, empowered by our recently proposed identification approach, promises a versatile numerical tool for developing experimentally validated models that can simulate complex interactions at cellular scale. Using this numerical tool, we presented spring-network models of breast cancer cells that can accurately replicate the experimental data of deformation behavior of the cells flowing in a fluidic domain and passing narrow constrictions comparable to microcapillary. First, using high-speed imaging, we experimentally studied the deformability of breast cancer cell lines with varying metastatic potential (MCF-7 (less invasive), SKBR-3 (medium-high invasive), and MDA-MB-231 (highly invasive)) in terms of their entry time to a constricted microfluidic channel. We observed that MDA-MB-231, that has the highest metastatic potential, is the most deformable cell among the three. Then, by focusing on this cell line, experimental measurements were expanded to two more constricted microchannel dimensions. The experimental deformability data in three constricted microchannel sizes for various cell sizes, enabled accurate identification of the unknown parameters of the spring-network model of the breast cancer cell line (MDA-MB-231). Our results show that the identified parameters depend on the cell size, suggesting the need for a systematic procedure for identifying the size-dependent parameters of spring-network models of cells. As the numerical results show, the presented cell models can simulate the entry process of the cell into constricted channels with very good agreements with the measured experimental data.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| 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) | 0,001 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».