استفاده از علم ریاضی برای توصیف رشد تومور
رگ زایی (angiogenesis) فرآیند تولید و رشد عروق خونی است؛ این مکانیسم طبیعی زمانی فعال می شود که اکسیژن به برخی سلول ها در بافت نرسیده و آنها شروع به ترشح فاکتورهای رشد می کنند. زمانی که این مواد به یک رگ خونی می رسند، دیواره های رگ باز و مویرگ هایی ظاهر می شوند که به سمت محل ترشح فاکتورهای رشد حرکت کرده و اکسیژن و مواد مغذی را به آن منطقه می رسانند.
به لطف فرآیند رگ زایی، زخم های بافت بهبود یافته و اندام ها رشد می کنند؛ اما تومورهای سرطانی از مکانیسم ترشح فاکتورهای رشد (سوء)استفاده کرده و با جذب مویرگ ها، به سرعت رشد می کنند. علاوه بر سرطان، عدم تعادل در فرآیند رگ زایی در بیماری های دیگری مانند ایسکمی قلبی، رتینوپاتی دیابتی، رماتیسم، اختلالات اسکلتی عضلانی رخ می دهد.
لوئیس بونیلا، مدیر موسسه سرجیو میلان باربنی در دانشگاه کارلوس سوم مادرید (UC3M) تأکید می کند: اگر نحوه حرکت رگ های خونی به سمت تومور را بدرستی بشناسیم، می توانیم سرعت رشد تومور را کند یا از رسیدن رگ های خونی و تغذیه تومور توسط این رگ ها جلوگیری کنیم.
محققان این دانشگاه در همکاری مشترک با یکی از محققان دانشگاه کالیفرنیا در سانتا باربارا، علاوه بر ارائه یک توصیف ریاضیاتی از چگالی عروق خونی مرتبط با تومور با استفاده از معادلات دیفرانسیل، موفق شدند این مدل را از طریق شبیه سازی عددی نیز تأیید کنند.
این مدل ریاضیاتی نشان می دهد، در مراحل اولیه، چگالی مویرگ های خونی که در حال حرکت به سمت تومور هستند، شکل سالیتون مانندی (موج خود تقویت کننده) به خود می گیرند که تقریبا شبیه امواج سونامی است.
این مدل ریاضیاتی نشان می دهد، در مراحل اولیه، چگالی مویرگ های خونی که در حال حرکت به سمت تومور هستند، شکل سالیتون مانندی (موج خود تقویت کننده) به خود می گیرند که تقریبا شبیه امواج سونامی است.
سالیتون (soliton) موجی است که می تواند به مدت طولانی و بدون تغییر، گسترش پیدا کند. در مورد رگ های خونی، تشکیل یک سالیتون به معنای رسیدن عروق خونی به تومور و تغذیه آن است.
شناسایی سالیتون به عنوان موتور رگ زایی نشان می دهد که امکان کنترل این فرآیند پیچیده از طریق آنالیز مختصات جمعی سالیتون وجود دارد. این روند، نخستین گام برای درک و کنترل رگ زایی ناشی از ایجاد تومور از طریق مدل های نظری محسوب می شود.
نتایج این مطالعه در journal Scientific Reports منتشر شد.
منبع: eurekalert
ترجمه: معصومه سوهانی
No tags for this post.