Théoriquement, il est démontré que la proportion de CSC atteint finalement une valeur constante quelle que soit la condition initiale (Fig. 2A). En comparant les résultats de la simulation avec les données expérimentales rapportées antérieurement [11], il est clair que la valeur constante calculée par ce modèle est proche des résultats expérimentaux (Fig. 2B), démontrant des paramètres provenant de l`immunofluorescence in situ peut prédire la tendance de la dynamique entre les CSCs et la sous-population des NSCCs (les données expérimentales sont présentées dans les tableaux S2 – S3 du fichier S1). En outre, les CSCs et les CSC purifiés triés à partir de la lignée cellulaire SW620 par le FACS ont été cultivés et les proportions du SCC au jour 26 après l`inoculation ont été testées. Comme le montre la Fig. 2C, les proportions CSC de différentes cultures initiales atteignent la même valeur constante qui équivaut à la proportion CSC dans les cellules SW620 non triées. Dans la méthode de l`automate cellulaire, les cellules sont définies comme des agents avec des propriétés, y compris la Division, la transition et la mort. Il y a deux types d`agents: CSC et NSCC. NSCC peut effectuer les comportements, y compris la Division, la transition et la mort. Le SCC peut exécuter des divisions de symétrie et d`asymétrie.

Les comportements des agents sont quantifiés par des paramètres qui ont été utilisés dans l`équation (1). Chaque agent de cellule occupe un treillis régulier avec une dimension de 10 μM × 10 μM. Dans ce modèle, 200 × 200 treillis ont été définis. Un treillis est configuré pour accueillir une cellule au maximum en même temps. Par conséquent, une cellule pourrait se diviser en deux cellules à moins qu`il y ait au moins un site vacant dans son voisinage (quartier de von Neumann) [45]. Les traitements anticancéreux existants ont été principalement élaborés à partir de modèles animaux, où les thérapies capables de favoriser le rétrécissement des tumeurs ont été jugées efficaces. Cependant, les animaux ne fournissent pas un modèle complet de la maladie humaine. En particulier, chez les souris dont les durées de vie ne dépassent pas deux ans, la rechute tumorale est difficile à étudier. Nos simulations sont basées sur un algorithme de Gillespie. Tous les événements possibles, ainsi que leur temps d`occurrence, sont simulés, c`est-à-dire que chaque saut du processus stochastique décrit dans la section «le modèle» est contenu dans la sortie. Voir le pseudo-code dans (SI). L`émergence et l`entretien des cellules souches cancéreuses (CSCs) sont généralement régies par des niches tumorales.

Niche tumorale fournit toujours des défis métaboliques pour les cellules cancéreuses et les CSCs principalement en raison de l`hypoxie tissulaire. Cependant, le rôle du stress nutritionnel micro-environnemental (NS) dans la dédifférenciation des cellules cancéreuses est mal défini. Ici, nous avons développé un modèle stochastique de CSCS par privation nutritionnelle progressive dans les cellules de glioblastome polymorphe (GBM) utilisées comme système modèle. La privation nutritionnelle a induit une meilleure expression des biomarqueurs spécifiques des cellules souches de glioblastome (GSCs) avec des propriétés invasives et angiogéniques plus élevées. Ces cellules induites par le NS ont montré une capacité d`efflux xénobiotique plus élevée, et donc présentent une résistance à de multiples médicaments anticancéreux. Dans le niveau moléculaire, ces voies de signalisation de Wnt et de hérisson (HH) activées par NS stabilisent la β-caténine et la Gli1, respectivement, par modulation de l`axe GSK3β/AKT. La mutation PTEN (phosphatase et homolog) spécifique au GBM a contribué à une meilleure phénoconversion vers les GSCs.