تجزیه و تحلیل نقش پارامترها در رفتار آشوبگونه یک سیستم سرطانی و تفسیر بیولوژیکی آن

سرطان یکی از مهم‎ترین عوامل مرگ و میر در جامعه بشری است؛ از این رو، دانشمندان همواره به دنبال یافتن روش های نوین برای مقابله با این بیماری هستند. درک بیشتر از دینامیک تومورهای سرطانی در بدن، کمک قابل توجهی به این تحقیقات می‎کند؛ بنابراین ساخت مدل های دقیق و ساده برای رشد تومور، اهمیت زیادی دارد. مدل های گوناگونی برای دینامیک رشد سلول های سرطانی در بدن ارایه شده است. در برخی از مدل ها، به اندرکنش انواع سلول ها در سیستم سرطانی اشاره شده است. سلول های موجود در سیستم سرطانی، شامل سلول های تومور، سالم و سیستم ایمنی می‎هستند. مدل های ارایه شده قبلی که برمبنای این سه جمعیت سلولی بنا شده اند، به طور معمول قادر به شبیه سازی رفتارهای آشوبگونه نیستند؛ در حالی که بیولوژی سرطان، وجود آشوب در این سیستم را تایید کرده است. در این مقاله، مدلی سه متغیر حالته ارایه شده و نشان داده می‎شود که به ازای مقادیری از پارامترها، سیستم قادر به شبیه سازی رفتارهای آشوبگونه می‎است. پارامترهای مدل، بر اساس روابط بیولوژیکی تعریف شده اند و هر یک از آن ها، نقش خاصی در دینامیک سیستم ایفا می کنند. برای تجزیه و تحلیل نقش پارامترها، بازه مشخصی به هر پارامتر اختصاص داده و با رسم نمودار، دوشاخگی تغییر رفتار سیستم مشاهده شده است. نتایج نشان می دهد، برخی از پارامترها نقش کمتری در رفتار سیستم دارند و با تنظیم بعضی دیگر، می‎توان سیستم را  به درمان کامل (یعنی تنها سلول های سالم) هدایت کرد. با تنظیم پارامترهای دیگر نیز می توان سیستم را به سوی تومور بدخیم سوق داد. پارامترهای مربوط به معادله سیستم ایمنی، کم ترین تاثیر را در دینامیک سیستم دارند. می توان با توجه به این یافته گفت، که اعمال روش درمانی، به طوری که پارامترهای سیستم ایمنی را تغییر دهد، نقش کمی در درمان خواهد داشت؛ در حالی که اعمال روش درمانی، به نحوی که پارامترهای مربوط به سلول های سالم را تغییر دهد، بیشترین تاثیر را دارد.