Modelando los roles de cohesotaxis, intercalación celular y geometría tisular en la migración celular colectiva del mesendodermo de Xenopus

Las células de mesendodermo de Xenopus que migran colectivamente están organizadas en filas de líderes y seguidores con propiedades adhesivas y comportamientos protrusivos distintos. In vivo, las células de mesendodermo de la fila líder extienden protrusiones polarizadas y migran a lo largo de una matriz de fibronectina ensamblada por células del techo del blastocele. Las tensiones de tracción generadas en la fila líder resultan en el avance de las células de la fila seguidora unidas. Los explantes de mesendodermo eliminados de los embriones proporcionan un sistema experimentalmente abordable para caracterizar los movimientos y comportamientos celulares colectivos, sin embargo, los mecanismos celulares responsables de este modo de migración siguen siendo elusivos. Introducimos un nuevo modelo computacional basado en agentes de mesendodermo en migración en el marco computacional de Cellular-Potts para investigar las contribuciones respectivas de múltiples parámetros específicos de los comportamientos de las células de las filas de líderes y seguidores. Los análisis de sensibilidad identifican la cohesotaxis, la geometría del tejido y la intercalación celular como parámetros clave que afectan la velocidad de migración de las células que migran colectivamente. El modelo predice que la cohesotaxis y la geometría del tejido en combinación promueven la migración cooperativa de las células líderes, resultando en una mayor velocidad de migración del colectivo. La intercalación radial de células hacia el sustrato es un mecanismo adicional que contribuye a un aumento en la velocidad migratoria del tejido. Los resultados del modelo son validados experimentalmente utilizando explantes de tejido mesodérmico.