ارائه ی یک مدل احتمالی سلسله مراتبی مبتنی برعامل برای تعاملات سیستم ایمنی و سلول های تومور B16-F10 جهت بررسی اثر حذف سلول های سرکوبگر مشتق شده میلوئیدی بر حالت های رفتاری تومور
[پایان نامه]
سجاد شفیع خانی
دانشگاه علوم پزشکی تهران، دانشکده پزشکی
1396
139ص.
جدول نمودار
سی دی
کارشناسی ارشد
مهندسی پزشکی بیوالکتریک
امروزه سرطان به عنوان یکی از مهمترین عوامل مرگ و میر در دنیا مطرح است. با توجه به پیچیدگی ساختاری و رفتاری زیادی که در تعاملات بین عوامل اصلی کنترل کننده ی بیماری سرطان وجود دارد، لزوم استفاده از روش های ریاضیاتی برای دستیابی به شناخت بیشتر از این تعاملات و ارائه ی روش های درمانی مناسب احساس می شود. روش کار: با مطالعه مراجع ایمونولوژی و مراجع مدلسازی سرطان، تعدادی از مهمترین عوامل کنترل کننده¬ی بیماری سرطان و تعاملات موجود بین آنها را مشخص نمودیم. برای شبیه سازی این تعاملات در محیط مجازی، مدل مبتنی بر عاملی ساختیم که برای اعتبار سنجی و تخمین پارامترهای مدل پروتکل دیتاگیری تجربی ای را پیاده سازی نمودیم. طبق این پروتکل تعداد 60 عدد موش C57 را به 2 گروه کنترل1 و 2 تقسیم و وارد آزمایش کردیم و در 5 نقطه ی زمانی (روزهای 14 تا 18 بعد از تزریق تومور) دیتایی شامل حجم تومور، تعداد سلول¬های CD8+ (از طریق آزمایشات ایمونوهیستوشیمی) و سطح بیان سایتوکاین های IFN-γ ، IL-2 و TGF-β (از طریق آزمایش Real time PCR) را اندازه گیری کردیم. برای به اجرا گذاشتن تعاملات سیستم و ایجاد دینامیک آن از شبکه ی پتری احتمالی استفاده کردیم و برای دستیابی به اطلاعات نهفته از دینامیک سیستم از مدل مارکوف استفاده نمودیم. تعاملات مختلف سیستم را که باعث ایجاد دینامیک آن میگردد را به عنوان حالتهای مدل مارکوف در نظر گرفتیم و برای یافتن احتمالات تغییر رفتارهای سیستم از قواعد مدل مارکوف استفاده نمودیم.یافته¬ها: در این مطالعه به ساختاری جدید تحت چهارچوب مدل مبتنی برعامل برای مدلسازی تعاملات بین فاکتور های سیستم ایمنی و سلول¬های تومور با در نظر گرفتن تاثیر 5-FU در محیط التهابی دست یافتیم. با استفاده از مدل مبتنی برعامل به مدلسازی کلیه تعاملات بین اجزای مدل با در نظر گرفتن عدم قطعیت رفتاری پرداختیم و رفتار واقعی سیستم ایمنی انسان در تقابل با سرطان را شبیه سازی نمودیم. با استفاده از مدل مارکوف به آنالیز دینامیک حاصل از شبکه¬ی پتری احتمالی پرداختیم و احتمال تغییر رفتارهای سیستم تعاملات سلول های تومور و سیستم ایمنی را یافتیم.نتیجه¬گیری: پروتکل های شیمی درمانی غالبا با تکیه بر دانش تخصصی ایمونولوژی و فارماکولوژی طراحی میگردند در حالی که با استفاده از دانش ریاضی در کنار تخصص های مذکور، میتوان با ایجاد دیدگاه سیستمی از تقابل سیستم ایمنی و سرطان در محیط شبیه سازی به ارزیابی این درمانها پرداخت. این امر مستلزم طراحی مدلی دقیق با بیشترین تطابق با ویژگی های ذاتی این سیستم طبیعی است. از جمله این ویژگی ها میتوان به عدم قطعیت در رفتارهای هر کدام از عوامل مدل در تعامل با سایر عوامل اشاره کرد که با استفاده از مدل مبتنی برعامل میتوان این عدم قطعیت را در پایین ترین سطوح ممکن پیاده سازی کرد. با استفاده از مدل این پژوهش میتوان به اطلاعات نهفته در دینامیک سیستم نظیر احتمال تغیر رفتارهای سیستم دست یافت و اثر مداخلات مختلف را برار وی این احتمالات بدست آورد.