Nicht-lokale Effekte und Oberflächen-gebundene Reaktionen in der Tumorausbreitung Modellierung, Analyse und Numerische Simulation

• Antragstellerin: Dr. Pia Domschke
• Fachliche Zuordnung: Mathematik ; Bioinformatik und Theoretische Biologie
• Förderung: Förderung in 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 252760446

Bei der Ausbreitung von Tumoren spielen viele Prozesse wie Zellwucherung, Abbau der Extrazellulären Matrix oder Veränderung der Adhäsionseigenschaften eine Rolle. Ein besseres Verständnis der Zellumordnungsvorgänge auf Gewebeebene kann dabei helfen, Behandlungskonzepte zu entwickeln. Daher ist die Modellierung und Numerische Simulation von Tumorausbreitung von großem Interesse.Ein wichtiges enzymatisches System ist das sogenannte uPA-System, in dem Tumorzellen durch Ausschüttung von uPA den massiven Abbau der Extrazellulären Matrix bewirken. Das ist eine Grundvoraussetzung zur Bildung von Metastasen.Ziel des Vorhabens ist es, nichtlokale Effekte wie Adhäsion und Oberflächen-gebundene Reaktionen, die bisher nicht im uPA-Modell berücksichtigt wurden, zu modellieren. Dabei wird die Modellierung auf der Gewebeebene stattfinden, ein Mehrskalenmodell soll aus Effizienzgründen vermieden werden.Eine Analyse bezüglich Positivität und Turing-Instabilitäten sowie die Quantifizierung von Unsicherheiten in experimentell ermittelten Parametern mittels Stochastischer Kollokation sollen zu einem tieferen Verständnis des Modells führen. Schließlich soll eine Simulationsumgebung geschaffen werden, in der das erweiterte uPA-System effizient gelöst werden kann. Diese Ergebnisse lassen sich auch auf ein Modell der Lymphangiogenese in Tumoren übertragen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Großbritannien
• Beteiligte Institution: University of Dundee
• Gastgeber: Professor Dr. Mark Chaplain