تجزيه و تحليل پديده آشوب در مدل اندركنش سيستم ايمني و تومور سرطاني

كارشناسي ارشد

سرطان يكي از مهمترين عوامل مرگ و مير در جامعه بشري است؛ از اين رو دانشمندان همواره به دنبال يافتن روشهاي نوين براي روياوريي با اين بيماري هستند. درك بيشتر از ديناميك تومورهاي سرطاني در بدن كمك شاياني به ارايه اين روشها ميكند. بنابراين ساخت مدلهاي دقيق و ساده براي رشد تومور اهميت زيادي دارد. در مورد ديناميك رشد سلولهاي سرطاني در بدن، مدلهاي گوناگوني ارايه شده است. در برخي از مدلها به اندركنش انواع سلولها در سيستم سرطاني اشاره مي شود. سلولهاي موجود در سيستم سرطاني شامل سلولهاي تومور، سالم و سيستم ايمني ميباشند. معمولا مدلهاي ارايه شده قبلي كه برمبناي اين سه جمعيت سلولي بنا شدهاند نميتوانند رفتارهاي آشوبگونه را شبيه سازي كنند. اين در حالي است كه بيولوژي سرطان وجود آشوب در اين سيستم را تاييد كرده است. اين تحقيق با شروع از يك مدل رشد سرطاني كه سه متغير حالت دارد ) مدل TEN_L (، به بررسي نقش پارامترهاي مدل با استفاده از نمودار دوشاخگي مي پردازد. اين بررسي نشان ميدهد كه پارامترهاي مربوط به سلولهاي سيستم ايمني نقش كمي در ديناميك سيستم دارند. در ادامه با توسعه و تكميل مدل بالا، مدل جديدي كه آن را به اختصار مدل TEN_G مي ناميم، ارايه مي شود. در TEN_G ديناميك رشد سلولهاي سرطاني به صورت گمپرتز در نظر گرفته مي شود. سپس با توجه به ضرايب لياپانوف و تئوري شيلينيكوف نشان داده شده است كه مدل مذكور توانايي شبيهسازي رفتارهاي آشوبگونه را دارد. نقش پارامترهاي اين سيستم در ديناميك مدل به تفصيل بررسي گرديده و در مورد مفهوم بيولوژيكي آنها بحث مي شود. در پايان نيز مقايسهاي بين مدل TEN_L و مدل TEN_G انجام شده است. در بسترهاي جذب دو مدل تفاوتهايي ديده ميشود، مدل TEN_L بستر جذب باريكتري دارد كه با توجه به بعد همبستگي به دست آمده منطقي به نظر ميرسد. در مدل TEN_L سلولهاي تومور به مقدار بيشينه خود ميرسند در حالي كه در مدل TEN_G جمعيت سلولهاي ايمني مقادير بيشتري دارند. بررسيهاي ما در اين پژوهش نشان مي دهد كه تنظيم برخي پارامترها رفتار سيستم را از حالت آشوبگونه به پايداري در نقطه تعادل دلخواه ميرساند. اين نقطه تعادل فقط داراي سلولهاي سالم است. تنظيم ساير پارامترها، حالت پيشروي سرطان را شبيه سازي ميكند. دستاورد بالا يعني شناخت ارتباط بين پارامترها و رفتار بيولوژيكي سيستم ميتواند در انتخاب يا پيشنهاد روش درماني به پزشك كمك كند. روش پرتو درماني نيز براي كنترل بيماري و رسيدن به نقطه تعادل دلخواه، به مدل اعمال شده است. پرتو درماني در اين مدل به گونهاي است كه علاوه بر كاهش جمعيت سلولهاي تومور، به بافت اطراف كمترين آسيب برسد.

190732

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي پزشكي

دكتر سيد حجت سبز پوشان