نوآوری‌های صنعتی

نوآوری‌های صنعتی

تحلیل دینامیکی تعامل سیستم ایمنی–تومور با تأکید بر نقش ماکروفاژها و بهینه‌سازی روش‌های درمان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشیار گروه مهندسی صنایع دانشگاه کردستان
2 دانشجوی دکتری گروه مهندسی صنایع دانشگاه کردستان
3 دانشیار، گروه مهندسی صنایع، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اراک، اراک، ایران
4 دانشیار، گروه مهندسی برق، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران
چکیده
سرطان یکی از بیماری‌های پیچیده و پویا است که می‌تواند به‌سرعت در بدن گسترش یافته و موجب تضعیف سیستم ایمنی شود. سلول‌های ایمنی به‌صورت مستقیم یا از طریق تحریک و فعال‌سازی سایر سلول‌های ایمنی در مقابله با سلول‌های سرطانی نقش دارند؛ بااین‌حال، این پاسخ ایمنی در بسیاری از موارد برای حذف کامل تومور کافی نیست. ازاین‌رو، انتخاب و به‌کارگیری روش‌های درمانی متناسب با نوع و مرحله بیماری به‌منظور نابودی کامل تومور و حفظ سلامت بیمار ضروری است. در این پژوهش، با هدف دستیابی به یک راهبرد درمانی بهینه، اثر شیمی‌درمانی و ایمونوتراپی به‌صورت منفرد و ترکیبی بر جمعیت سلول‌های سرطانی و سلول‌های ایمنی بررسی شده است. ابتدا تغییرات جمعیت سلول‌های درگیر در شرایط بدون درمان تحلیل گردید و سپس تأثیر هر یک از روش‌های درمانی به‌صورت مستقل و نیز در قالب درمان ترکیبی ارزیابی شد. از ویژگی‌های مهم مدل ارائه‌شده می‌توان به در نظر گرفتن عوامل مؤثر بر برهم‌کنش‌های سلولی، پدیده مقاومت دارویی در سلول‌های سرطانی و نقش ماکروفاژها در پاسخ ایمنی اشاره کرد. شبیه‌سازی‌های این پژوهش با استفاده از سیمیولینک در محیط نرم افزار متلب انجام شده‌اند. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که در بیماران با اندازه اولیه کوچک تومور و سیستم ایمنی قوی، سیستم ایمنی به‌تنهایی و بدون مداخله درمانی قادر به حذف کامل سلول‌های سرطانی است. در مقابل، در بیماران با اندازه اولیه بزرگ تومور، مؤثرترین راهبرد درمانی استفاده هم‌زمان از ایمونوتراپی و شیمی‌درمانی است؛ به‌گونه‌ای که این رویکرد، ضمن حفظ سلامت بیمار، می‌تواند سلول‌های سرطانی را در مدت 9 روز به‌طور کامل از بین ببرد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Dynamic Analysis of Immune–Tumor Interaction with Emphasis on the Role of Macrophages and Optimization of Cancer Treatment Methods

نویسندگان English

heibatolah Sadeghi 1
Maryam Solgi 2
امیر محمد گلمحمدی 3
Yazdan Batmani 4
1 Department of Industrial Engineering, University of Kurdistan, Sanandaj, Iran
2 Department of Industrial Engineering, University of Kurdistan, Sanandaj, Iran,
3 Department of Industrial Engineering, Arak University, Arak, Iran
4 Department of Electrical Engineering, University of Kurdistan, Sanandaj, Iran
چکیده English

Cancer is a complex and dynamic disease that can rapidly spread throughout the body and weaken the immune system. Although immune cells play a significant role in combating cancer cells, the immune response alone is often insufficient to completely eliminate the tumor. Therefore, selecting an appropriate treatment strategy according to the patient’s condition is essential. In this study, the effects of chemotherapy and immunotherapy, both individually and in combination, on the populations of cancer cells and immune cells were investigated. The proposed model considers cellular interactions, drug resistance in cancer cells, and the role of macrophages in the immune response. Simulations were performed using Simulink in the MATLAB environment. The results indicate that in patients with a small initial tumor size and a strong immune system, the immune system alone can eliminate cancer cells without therapeutic intervention. However, in patients with a large initial tumor size, the combination of immunotherapy and chemotherapy is the most effective treatment strategy, leading to complete eradication of cancer cells within 9 days while preserving the patient’s overall health.

کلیدواژه‌ها English

Cancer Treatment
Combination Therapy
Drug Resistance
Macrophages
Simulation

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 13 تیر 1405

  • تاریخ دریافت 24 اردیبهشت 1405
  • تاریخ بازنگری 25 خرداد 1405
  • تاریخ پذیرش 13 تیر 1405