ارائه یک مدل فازی مبتنی بر عامل با در نظر گرفتن اثر Treg در تعاملات سیستم ایمنی - سرطان
[پایان نامه]
اعظم السادات فاطمی
دانشگاه علوم پزشکی تهران، دانشکده پزشکی
۱۳۹۹
۶۲ص
جدول و نمودار
سی دی
کارشناسی ارشد
مهندسی پزشکی
امروزه سرطان به عنوان دومین عامل مرگ و میر در جهان مطرح است و سیستم ایمنی بدن به عنوان اولین سد در برابر آن، نقش مهمی در تعامل با آن دارد. با وجود اینکه تاکنون برای درک و کشف مکانیسم¬های مختلفی که سیستم ایمنی بدن برای مقابله با سرطان اتخاذ می¬کند، مطالعات و پژوهش¬های بسیاری انجام شده است، اما همچنان این زمینه نیازمند شناسایی است و ابهامات زیادی در آن وجود دارد که نیاز به استفاده از مدل¬های محاسباتی را ایجاد می کند.روش کار: با بررسی و مطالعه منابع و مراجع ایمونولوژی و مدل سازی سرطان، سلول¬ها و مولکول¬هایی که در تعامل با سلول¬های تومور و کنترل بیماری سرطان نقش مهمی داشتند، مشخص کردیم و آنها را که شامل سلول های تومور،NK، CTL، MDSC، Treg و لنفوسیت های در حال گردش در خون به همراه سایتوکاین های TGF-β و IL-2 بودند، به عنوان عوامل مدل در نظر گرفتیم. برای شبیه سازی نحوه تعاملات این عوامل در محیط مجازی مدل مبتنی بر عاملی را ساختیم و برای اعتبار سنجی و تخمین پارامترهای مدل ایجاد شده از دیتاهای موجود در سایر مقالات و الگوریتم ژنتیک استفاده کردیم. سپس با استفاده از تئوری فازی ، عدم قطعیت¬های موجود در سیستم را بررسی کردیم. در آخر با اضافه کردن درمان Anti-Treg به مدل ، به بررسی تاثیر آن بر دینامیک سلول¬های سیستم ایمنی- سرطان به طور جامع پرداختیم. یافته ها: در این مطالعه به ساختاری جدید برای مدل¬سازی تعاملات بین فاکتورهای سیستم ایمنی و سلول¬های تومور با در نظر گرفتن درمان Anti-Treg در محیط التهابی به کمک مدل مبتنی بر عامل دست یافتیم. با استفاده از مدل مبتنی بر عامل، کلیه تعاملات بین اجزای مدل را با در نظر گرفتن اثر عدم قطعیت مدلسازی کردیم و رفتار واقعی سیستم ایمنی در تقابل با سرطان را شبیه سازی کردیم و توانستیم رفتار داده تجربی را در شرایط بدون درمان و بعد از اعمال درمان به کمک مدل به خوبی دنبال کنیم و مقدار تابع NRMSE برای شرایط بدون درمان 0.8949 و بعد از اعمال درمان مقدار 3.9772 به دست آمد. در ادامه آنالیز فازی بر روی پارامترهای مدل انجام گرفت. نهایتا با آنالیز حساسیت روی پارامترهای مدل، میزان همبستگی پارامترهای مدل و دینامیک سلول ها به دست آمد.نتیجه گیری: با ارائه یک مدل دقیق و کاربردی از تعاملات سیستم ایمنی- سرطان که بتواند به خوبی دینامیک¬های واقعی تعاملات بین سلول¬ها را تولید کند، و استفاده از دانش ایمونولوژی و فارماکولوژی در طراحی داروهای ایمنی درمانی، می توان اثرات این داروها و پروتکل درمانی و اجرایی آنها را در محیط شبیه سازی با صرف کمترین هزینه و انرژی و با دقتی بالا به دست آورد و رفتار سیستم را در پاسخ به این داروها پیش بینی نمود و نهایتا پروتکل درمانی بهینه را برای استفاده در in vivo و in vitro بکار برد.