عنوان پایان‌نامه
مدلسازی رشد تومور سرطانی با استفاده از رویکرد سیستم بیولوزی
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک طراحی کاربردی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3541;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 79687;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3541;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 79687
- تاریخ دفاع
- ۱۵ آذر ۱۳۹۵
- دانشجو
- امین فرزانه
- استاد راهنما
- علیرضا دانش مهر
- چکیده
- سرطان در ایران یکی از عوامل اصلی مرگ و میر در کشور می‌باشد و رشد آن بالاتر از نرخ جهانی آن است. این بیماری در اثر اختلال در عملکرد طبیعی سلول‌های بدن ایجاد می‌شود. مدلسازی و تحلیل فرآیندهای شیمیایی درون سلول به عنوان سیستم‌های زیستی از اهمیت زیادی برخوردار است، چرا که این مدلسازی منجـر بـه شـناخت هرچه بیشتر آنها شده و به کمک این شناخت می‌توان راه پیشگیری و درمان بسیاری از بیماری‌ها، ازجمله سرطان را هموار کرد. تلفیق دانش مهندسی و ریاضیات کاربردی با داده‌های زیستی به طور گسترده در مدلسازی و تحلیل سیستم‌های زیستی به کار گرفته شده است. از میان رویکردهای گوناگون موجود بـرای مدلسـازی ایـن سیستم‌ها، سیستم بیولوژی با پیش بینی و شبیه‌سازی رفتار شبکه‌های پیچیده زیستی در شرایط مختلف و ایجاد ارتباط بین اجزای متفاوت یک سیستم زیستی، جایگاه ویژه‌ای را در این حوزه به خود اختصاص داده است. این روش در واقع مسیرهای شیمیایی انتقال سیگنال در سلول (سلسله فرآیندهایی که طی آن‌هـا سـلول بـا بخـش‌هـای مختلـف خـود و سایر سلول‌ها ارتباط برقرار می‌کند) که در انواع بیماری‌ها دخیل هستند را با دیدگاه ریاضی بررسی می‌کند. مسیر فعالسازی PKD توسط هورمون آنژیوتانسینII یکی از این مسیرهاست که تاثیر آن بر رشد تومورهای سرطانی ثابت شده است به گونه‌ای که اختلال در آن، می‌تواند رشد بی‌رویه و یا نابودی سلول را در پـی داشته باشد. در این پایان‌نامه، برای مسیر انتقال سیگنال PKD در سـلول، یـک مـدل مبتنـی بـر معادلات دیفرانسیل پیشنهاد شده است. این مدل چنان ارائه شده است که با دانسته‌های علمی و داده‌هـای تجربـی موجـود بـرای ایـن مسـیر انتقـال سیگنال سازگار باشد. هدف از مدلسازی این سیستم انتقال سیگنال، مشخص کردن میزان تاثیر آنژیوتانسینII بر غلظت PKD فعال و همچنین تعیین حساسیت مدل نسبت به پارامترهای مختلف موثر در آن است. خروجی‌های مدل بیانگر افزایش 3.8 برابری غلظت PKD فعال در اثر تحریک با 100 نانومولار آنژیوتانسینII است. آنالیز حساسیت نیز نشان می‌دهد واکنش‌های منجر به فعالسازی و یا غیرفعالسازی گیرنده‌ی آنژیوتانسینII مهمترین عوامل موثر بر افزایش غلظت PKD هستند.
- Abstract
- Cancer incidence rate in Iran is higher than the world’s rate and it is considered as one of the leading causes of death in the country. This disease is caused by malfunction of body cells. Modeling and analysis of chemical mechanisms in cells as biological systems are of great importance, since they lead to better understanding of these systems and will pave the way towards prevention and treatment of many diseases such as cancer. For analysis of biological systems, different methods that combine engineering and applied mathematics with biological data are used. From the various existing approaches for modeling these systems, systems biology which is capable of predication and simulation of complex biological networks has been widely used in the field. In this approach, signal transduction pathways in cell (series of processes that cell undergoes in order to contact different parts of both itself and other cells) which are involved in variety of diseases are studied from mathematical point of view. PKD activation pathway by angiotensin II hormone is one of these pathways that its effect on cancerous tumor growth has been verified. This means any problem in these pathways can cause unwanted growth or death of the cell. In this thesis, a model of PKD signal which is based on differential equations has been presented. This model follows theoretic data and verifies experimental data of this signal pathway. The purpose of this modeling is to study effects of angiotensin II on concentration of active PKD as well as determination of sensitivity of the model to various affecting parameters. Simulation results were generated with 100nM Angiotensin II. By this stimuli, active PKD shows 3.8 fold increase compared to the control condition. Sensitivity analysis indicates that the most important reactions in the pathway, are the Angiotensin II receptor activation and deactivation. Keywords: Systems biology, Cancerous tumor growth, Angiotensin II, PKD
