Modeling of light scattering on a single platelet and their aggregates 

Свидельская Галина Сергеевна 1,2,3* Быков Георгий Александрович 1 

* Correspondence: galina.svidelskaya@gmail.com; Tel.:8-906-702-91-84 

Galina S. Svidelskaya 1,2 Georgii A. Bykov 1 

 1.Центр теоретических проблем физико-химической фармакологии РАН Россия, 109029, г. Москва, ул. Средняя Калитниковская, д. 30 

2.ФГБУ «НМИЦ ДГОИ им. Дмитрия Рогачева» Минздрава России Россия, 117997, г. Москва, ГСП-7, ул. Саморы Машела, д. 1 

3.Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, физический факультет, кафедра медицинской физики, Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 2 

1.Center for Theoretical Problems of Physicochemical Pharmacology Russian Academy of Sciences Moscow, 109029, Russia 

2.National Medical Research Centre of Pediatric Hematology, Oncology and Immunology named after Dmitry Rogachev Moscow, 117198, Russia 

3.Faculty of Physics, Lomonosov Moscow State University, 1/2 Leninskie Gory, Moscow, 119991, Russia.  

EDN: BEIDSE

Аннотация 

Агрегация тромбоцитов – важнейший этап формирования тромбоцитарной пробки для закупоривания места повреждения сосуда. Одним из методов оценки агрегации тромбоцитов является метод малоуглового светорассеяния. При математическом моделировании рассеяния электромагнитного излучения на тромбоците преимущественно рассматривается задача рассеяния света на тромбоците в состоянии покоя. Целью данной работы является разработка математической модели и анализ рассеяния лазерного излучения на тромбоците в состоянии покоя, а также при активации и агрегации тромбоцитов. Параметры модели подбирались автоматически по ранее опубликованным экспериментальным данным. В результате исследования получены индикатрисы рассеяния как на тромбоцитах в состоянии покоя, так и на активированных тромбоцитах, а также на их агрегатах. Обнаружено, что в условиях рассеяния света в буфере, содержащем тромбоциты (вне зависимости от статуса их активации) или их агрегаты, рассеяние преимущественно происходит вперед, что согласуется с литературными данными. 

Ключевые слова: Моделирование; Светорассеяние; Лазерное излучение; Тромбоцит; Агрегация тромбоцитов 

Annotation 

Platelet aggregation is the most important stage in the formation of a platelet clot at the site of damage in the vessel. One of the methods for assessing platelet aggregation is the small-angle light scattering method. In mathematical modeling of electromagnetic radiation scattering on a platelet, the problem to consider is the light scattering on a platelet at rest. The purpose of this work is to develop a mathematical model and analyze the scattering of laser radiation on a platelet at rest, as well as during platelet activation and aggregation. The model parameters were selected automatically based on previously published experimental data. As a result of the study, scattering indicatrices were obtained on both platelets at rest and activated platelets, as well as on their aggregates. It was found that under conditions of light scattering in a buffer containing platelets (regardless of their activation status) or their aggregates, scattering mainly occurs forward, which is consistent with the literature data. 

Key words: Modeling; Light scattering; Laser radiation; Platelet; Platelet aggregation 

Характеризация подкожной in vivo модели почечно-клеточного рака Renca у мышей линии BALB/c 

Characterization of a subcutaneous in vivo model of renal cell carcinoma Renca in BALB/c mice 

Артём Алексеевич Мишуков1,* 

1Центр теоретических проблем физико-химической фармакологии РАН, ул. Средняя Калитниковская, д. 30, Москва, Россия, 109029 

* Correspondence: artem.mishukov1999@gmail.com, 

Artem A. Mishukov Мишуков1,* 

1 Center for Theoretical Problems of Physicochemical Pharmacology RAS, 30 Srednyaya Kalitnikovskaya St., Moscow, Russia, 109029

Получено: 30.03.2024 Принято к публикации: 14.04.2024 Опубликовано: 30.06.2024 

EDN: NQYVUM 

Аннотация 

Почечно-клеточный рак (ПКР) — агрессивное онкологическое заболевание, часто диагностируемое на стадии метастазирования, что значительно снижает выживаемость пациентов. Активное участие в процессах метастазирования рака почки играет система гемостаза, что делает актуальным разработку in vivo животных моделей для исследования механизмов взаимодействия опухолей с системой свертывания и тромбоцитами. Среди них сингенная модель Renca у мышей линии BALB/c отличается низкой стоимостью, сохранением нативного иммунитета и высокой скоростью развития туморогенеза. В настоящей работе охарактеризована подкожная сингенная модель ПКР Renca у мышей линии BALB/c. Проведенные эксперименты выявили значительные ограничения: низкая воспроизводимость роста опухолей, большая вариабельность между животными, отсутствие метастазов в органы-мишени, высокий уровень дистресса у мышей. Предлагается использовать ортотопическую модель ПКР Renca, Ортотопическая инокуляция клеток Renca является перспективной методикой, позволяющую достичь метастазирования, являющееся необходимым условием для изучения механизмов взаимодействия опухоли с системой гемостаза, хотя и требует дополнительных подходов для мониторинга опухолевого роста. Введение новых сингенных моделей ПКР, учитывающих молекулярно-генетическую гетерогенность данного вида онкологии, станет важным шагом для прогресса в области онкологии. 

Ключевые слова: Почечно-клеточный рак, Ортотопическая модель Renca, Гемостаз 

Annotation 

Renal cell carcinoma (RCC) is an aggressive oncological disease that is often diagnosed at the stage of metastasis, which significantly reduces patient survival. The hemostasis system plays an active role in the processes of kidney cancer metastasis, which makes it relevant to develop in vivo animal models for studying the mechanisms of interaction of tumors with the coagulation system and platelets. Among them, the syngeneic Renca model in BALB/c mice is characterized by low cost, preservation of native immunity, and a high rate of tumorigenesis. In this work, a subcutaneous syngeneic model of Renca RCC in BALB/c mice is characterized. The experiments revealed significant limitations: low reproducibility of tumor growth, high variability between animals, absence of metastases in target organs, high level of distress in mice. It is proposed to use the orthotopic Renca RCC model. Orthotopic inoculation of Renca cells is a promising technique that allows achieving metastasis, which is a prerequisite for studying the mechanisms of tumor interaction with the hemostasis system, although it requires additional approaches for monitoring tumor growth. The introduction of new syngeneic RCC models that take into account the molecular genetic heterogeneity of this type of oncology will be an important step for progress in the field of oncology.

Key words: Renal cell carcinoma, Orthotopic Renca model, Hemostasis