شماره مدرك
20945
شماره راهنما
17991
پديد آورنده
ابطحي، مهلاسادات
عنوان
مدل سازي ديناميكي سلول هاي پلي پلوئيد سرطاني براي شناسايي پروتئين هاي موثر در اهداف دارويي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي
كنترل
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع
1404
صفحه شمار
سيزده،75ص. : مصور،جدول،نمودار
توصيفگر ها
سرطان , زيست شناسي سيستم ها , سلول هاي پلي پلوئيدي , مدل سازي معادلات ديفرانسيل , آناليز حساسيت , پروتئين هاي موثر
تاريخ ورود اطلاعات
1404/12/04
كتابنامه
كتابنامه
رشته تحصيلي
مهندسي برق
دانشكده
مهندسي برق و كامپيوتر
تاريخ ويرايش اطلاعات
1404/12/05
كد ايرانداك
23210674
چكيده فارسي
بر اساس آخرين دادههاي مربوط به سازمان جهاني بهداشت، سرطان به عنوان دومين عامل مرگومير در سطح جهان شناخته ميشود. عليرغم پژوهشهاي زيادي كه براي درمان كامل سرطان شده است، همچنان با مقاومت دارويي سلولهاي سرطاني در انواع درمانها مواجه هستيم. براي حل اين مشكل، زيستشناسي سيستمها پيشنهاد شد كه يك رويكرد بينرشتهاي در زيستشناسي و پزشكي است كه از فناوري، محاسبات رياضي، فيزيك و مدلسازي براي درك ساختار و عملكرد سيستمهاي زنده استفاده ميكند. مدلسازي شبكههاي زيستي بهعنوان روشي براي جمعآوري و ادغام سيستماتيك دادههاي زيستي عمل ميكند و امكان آزمايش و اعتبارسنجي اصول بنيادي مكانيسمهاي زيستي را فراهم ميسازد.
يكي از رويكردهاي زيستشناسي سامانهاي ايجاد معادلات ديناميكي از عملكرد و ماهيت بيماري سرطان است. بهويژه، معادلات ديفرانسيل معمولي بهطور گستردهاي براي درك جامعي از رفتار و سازوكارهاي پيچيده سيستمهايي چون سرطان در زيستشناسي استفاده ميشوند. يكي از انواع سلولهاي سرطاني كه امروزه به ارتباط اين سلولها با سرطان پي بردهاند، سلولهاي پليپلوئيدي هستند كه ساختار چندهستهاي و مقاومي نسبت به انواع درمانها دارند. اين سلولها اخيرا بهعنوان عامل اصلي بقاي سلولهاي سرطاني پس از درمان شناخته شدهاند. در اين پاياننامه، هدف نهايي مدلسازي شبكه پروتئوميك اين سلولها به كمك دادههاي واقعي و شناسايي پروتئينهاي موثر سلولهاي پليپلوئيدي است. ابتدا با مطالعه انواع سلولهاي پليپلوئيدي، سلولهاي پليپلوئيد مرتبط با سرطان را شناخته، سپس دادههاي تجربي بهدست آمده از اين سلولها در مقياس پروتئوميكس را جستجو كرده و با استخراج و تحليل اين دادهها به كمك نرمافزارهاي زيستشناسي سامانهاي، ميزان غلظت و خوانش انواع پروتئينهاي موجود در اين سلولها را بهدست آورده و با وارد كردن شدت خوانش هريك از اين پروتئينها در ابزار ساخت مدل معادلات ديفرانسيل، يك مدل معادلات ديفرانسيل معمولي در مقياس بزرگ از اين سلولهاي سرطاني ساخته ميشود. اين مدل نيازمند تخمين و بهينهسازي پارامترها است كه پس از بهينهسازي پارامترها با تحليل مدل ابتدا به كمك شبيهسازي عددي مجموعه معادلات، ميزان درستي معادلات بهدست آمده بامقايسه پاسخ زماني معادلات با دادههاي تجربي بررسي شد. در انتها به كمك آناليز حساسيت با الگوريتم نوشتهشده متناسب با دادههاي مقياس بزرگ اين پاياننامه، پروتئينهاي موثر و پارامترهاي اساسي مجموعه معادلات بهدست آمد و در انتها اين مجموعه پروتئينهاي موثر براي استفاده در اهداف دارويي درمان سرطان به مركز پزشكي بازساختي دانشگاه اصفهان گزارش شده است.
چكيده انگليسي
According to the latest data from the World Health Organization, cancer is recognized as the second leading cause of death worldwide. Despite extensive research aimed at finding a complete cure for cancer, we still face drug resistance from cancer cells in various treatments. To address this problem, systems biology has been proposed as an interdisciplinary approach in biology and medicine that utilizes technology, mathematical computations, physics, and modeling to understand the structure and function of living systems. Biological network modeling serves as a method for systematically collecting and integrating biological data, enabling the testing and validation of fundamental principles of biological mechanisms. One approach within systems biology is the creation of dynamic equations representing the function and nature of cancer. In particular, ordinary differential equations are widely used for a comprehensive understanding of the complex behavior and mechanisms of systems such as cancer in biology. A type of cancer cell recently linked to cancer is polyploid cells, which have a multinucleated structure and are resistant to various treatments. These cells have recently been recognized as a major factor in the survival of cancer cells after treatment. In this thesis, the ultimate goal is to model the proteomic network of these cells using real-world data and to identify effective proteins in polyploid cells. First, by studying various types of polyploid cells, cancer-related polyploid cells are identified. Then, experimental data obtained from these cells on a proteomic scale is searched. By extracting and analyzing this data using systems biology software, the concentration and expression levels of various proteins present in these cells are obtained. By inputting the expression intensity of each of these proteins into a differential equation model building tool, a large-scale ordinary differential equation model of these cancer cells is constructed. This model requires parameter estimation and optimization. After parameter optimization, the accuracy of the obtained equations is initially assessed by comparing the temporal response of the equations with experimental data, using numerical simulation of the set of equations. Finally, using sensitivity analysis with an algorithm written specifically for the large-scale data of this thesis, effective proteins and essential parameters of the set of equations were obtained. In the end, this set of effective proteins has been reported to the Regenerative Medicine Center of Isfahan University for use in pharmaceutical cancer treatment purposes.
استاد راهنما
جعفر قيصري
استاد داور
مرضيه كمالي , مريم ذكري