جلسه دفاع پایان نامه کارشناسی ارشد (آقای مهدی خامسی پور)
موضوع: شبیه سازي سه بعدی شخصی‌سازی‌شده رشد تومور مغزي گلیوما با استفاده از روش میدان فازی
ارائه دهنده: مهدی خامسی پور
استاد راهنما: دکتر احمدرضا پیشه ور
استادان داور: دکتر احمد سوهانکار، دکتر مهدی جوانبخت
چیکده:
تومورهای سرطانی، یکی از مهم‌ترین و پیچیده‌ترین عارضه‌هایی است که در دهه‌های اخیر توجه زیادی را به خود جلب کرده است. این تومورها با رشد غیرقابل کنترل سلول‌ها متمایز می‌شوند و می‌توانند به بافت‌های سالم اطراف نفوذ کنند. در این میان، مطالعه و درک رفتار تومورها برای توسعه روش‌های درمانی مؤثر ضروری است. به دلیل مشکلاتی همچون زمان‌بر بودن آزمایش‌های تجربی و خطرات روش‌های آزمایشگاهی، تحقیقات درباره سرطان با استفاده از روش‌های محاسباتی آغازشده است. توسعه مدل‌هایی بر این مبنا می‌تواند امکانات لازم برای پیشگیری، تشخیص و پیش‌بینی بهتر سرطان را فراهم آورده و به شخصی‌سازی درمان کمک نماید. بااین‌وجود رشد بافت بیولوژیکی، مخصوصاً بافت سرطان، فرآیند پیچیده‌ای است، چرا که شامل رخدادهای متنوع بیوفیزیکی و بیوشیمیایی در مقیاس‌های مکانی و زمانی مختلف است. روش‌های مدل‌سازی چندمقیاسی این امکان را فراهم می‌کند تا رخدادهای تأثیرگذار در مقیاس‌های مختلف را برای بررسی مکانیسم و تعیین عوامل مؤثر بر رشد بافت تومور ترکیب و شناسایی کند. از جمله کمیت‌های تأثیرگذار بر رشد تومور می‌توان به مواردی همچون رگ‌زایی، سیکل سلولی، رفتار دوگانه بین فنوتایپ تکثیر شونده و مهاجر، تأثیر میکرومحیط تومور و میزان اکسیژن و گلوکز قابل دسترس سلول‌های سرطانی اشاره کرد. در پژوهش حال حاضر، با استفاده از روش میدان فازی به شبیه‌سازی انواع رفتارهای تومورها پرداخته شده است. فازهای این پژوهش شامل سلول‌های سالم و سلول‌های سرطانی است. این رفتارها شامل شبیه‌سازی تقسیم سلولی، واکنش تومور به گرادیان مواد مغذی و همچنین بررسی تغییرات شکل تومور در واکنش به انتشار فاکتورهای القایی هیپوکسی است. علاوه بر این در این پژوهش، نفوذ سلول‌های تومور به محیط اطراف شبیه‌سازی شده است. این مرحله از شبیه‌سازی اهمیت زیادی دارد زیرا نفوذ تومور به بافت‌های اطراف یکی از مراحل کلیدی در پیشرفت سرطان است. نتایج حاصله نشان می‌دهد که این روش توانایی قابل‌توجهی در شبیه‌سازی رشد تومور با میزان محاسبات کمتر نسبت به روش‌های گسسته را داراست. طبق نتایج حاصل‌شده در پژوهش حال حاضر، در مدل‌هایی که رفتار دوگانه سلول‌ها در نظر گرفته می‌شود، سلول‌های سرطانی با نفوذ بیشتری در محیط پخش‌شده و مساحت بیشتری را تحت تأثیر قرار می‌دهند. همچنین، افزایش نفوذپذیری و کاهش چسبندگی سلولی منجر به رشد شاخه‌ای شکل تومور و گسترش بیشتر سلول‌های سرطانی می‌شود. این تغییرات باعث سخت‌تر شدن تشخیص محدوده تومور و دشواری در جراحی کامل آن می‌گردد. نتایج شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد که با کاهش بیشتر چسبندگی، سلول‌های مهاجر به‌طور جداگانه پخش می‌شوند که می‌تواند به متاستاز و پخش سرطان در مغز و سایر اندام‌ها منجر شود. در شبیه سازی‌های مربوط به این قسمت، این تغییر منجر به 11 برابر شدن شعاع ناحیه مهاجر شده‌است. درنهایت، اضافه شدن فاکتورهای هیپوکسی نیز تغییرات مهمی را باعث می‌شود که ازجمله آن می‌توان به متوقف شدن مهاجرت سلول‌ها را پس از طی مسافتی محدود اشاره کرد. این موضوع نیز تا 80 درصد باعث کاهش سرعت رشد ناحیه مهاجر می‌شود.