Ferramentas matemáticas para modelagem do crescimento tumoral e terapias

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Data

2022-08-15

Autores

Lourenço Júnior, Edgard [UNESP]

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Editor

Universidade Estadual Paulista (Unesp)

Resumo

Utilizamos a Matemática como ferramenta para a análise de processos biológicos relacionados ao desenvolvimento do microambiente tumoral do câncer de pulmão de células não pequenas (NSCLC), supondo um modelo matemático de Equações Diferenciais Ordinárias (EDO). Apresentamos os conceitos de câncer como doença, a heterogeneidade celular da composição do microambiente tumoral e a heterogeneidade epigenética das células macrófagas e exploramos as dinâmicas das relações entre elas, as células citotóxicas T CD8+ e as células da neoplasia através da análise matemática do sistema dinâmico que as modelam. Os resultados obtidos mostram que a taxa de apoptose dos macrófagos de características pró-tumorais desempenham um papel fundamental na estabilidade local dos pontos de equilíbrio do modelo matemático proposto. Além disso, a hipótese que consideramos sobre a importância das células T CD8+ no auxílio às células macrófagas para o controle do volume tumoral indica uma possibilidade de imunoterapia que contempla ambas de forma eficaz.
Mathematics is used as a tool to analyze biological processes interconnected to the tumor microenvironment development of non-small cell lung cancer (NSCLC), considering an Ordinary Differential Equation (ODE) model. The concepts of cancer as a disease, the cell heterogeneity of the tumor microenvironment composition and the macrophage cell epigenetic heterogeneity are presented, and the dynamics of the relations between them, the cytotoxic T cells and the neoplasm cells, through the mathematical analysis of the dynamic system that models them were explored. The results obtained exhibit that the apoptosis rate of the macrophage cells which present protumor characteristics, play a key role in the local stability of the mathematical models’ equilibrium point suggested. Furthermore, the hypothesis considered about the importance of the T CD8+ cells assisting the macrophage cells to control the tumor volume indicates a immunotherapeutic treatment possibility that considers both cells effectively.

Descrição

Palavras-chave

NSCLC, Macrófagos, Imunoterapia, Câncer de pulmão, Equações diferenciais ordinárias, Modelagem matemática, Sistema imune, Lung cancer, Ordinary differencial equations, Mathematical modelling, Macrophages, Immune system, Immunotherapy

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