Geri Dön

Kök hücre tedavisinin bazı hastalıklara etkisinin matematiksel modellemesi

Mathematical modeling of the effect of stem cell therapy on some diseases

PDF İndir

  1. Tez No: 998228
  2. Yazar: MOHAMMED SHAHEEN NAJMULDEEN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ARZU ÜNAL
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Matematik, Mathematics
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2026
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Ankara Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Matematik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Uygulamalı Matematik Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Son yıllarda kök hücre tedavisine olan ilgi, özellikle hastalıkların kökten tedavi edilebilme potansiyeli nedeniyle hem bilim dünyasında hem de kamuoyunda belirgin şekilde artmıştır. Özellikle lösemi, lenfoma vb kan hastalıklarının tedavisinde hematopoetik kök hücre nakli tedavisinin yaygın ve başarılı uygulamalardan biri olduğu bilinmektedir. Kök hücre üzerine yapılan matematiksel modelleme çalışmalarının çoğunlukla kanser kök hücrelerinin hücresel dinamikleri üzerine veya kök hücrelerin farklılaşma adı verilen dönüşüm süreçleri üzerine oldukları görülmektedir. Diğer taraftan kök hücre tedavisinin bulaşıcı bazı hastalıklar üzerindeki etkilerinin matematiksel modelleri üzerine yapılan literatür taramasında bu alandaki eksiklikler göze çarpmaktadır. Bu tez çalışması, HIV ve akut miyeloid lösemi tanılarını birlikte taşıyan bir hastaya uygulanan kök hücre nakli tedavisi vakasını temel alarak, kök hücre tedavisinin dâhil edildiği bir matematiksel modelin kararlılık analizini gerçekleştirmeyi amaçlamaktadır. İncelenen klinik olgu, Londra ve Berlin hastalarından sonra tıp literatüründe bildirilen en kapsamlı vakalardan biri olması nedeniyle özel bir öneme sahiptir. Bu doğrultuda tezde, söz konusu klinik süreci yansıtacak biçimde, sekiz değişkenli bir HIV–AML–kök hücre tedavisi dinamiği modeli geliştirilmiştir. Geliştirilen model, tek bir konak içinde HIV enfeksiyonu, immün yanıt, kanser gelişimi ve tedavi müdahaleleri arasındaki etkileşimleri incelemektedir. Bu yönüyle model, epidemiyolojik bölmeli modelleme yaklaşımından esinlenen ancak konak-içi ölçekte formüle edilmiş, çok bileşenli bir immün–viral–onkolojik matematiksel model niteliği taşımaktadır. Model; CD4+T ve CD8+T hücreleri, viral yük, latent enfeksiyon rezervuarı, kanser hücre popülasyonu ve kök hücre dinamiklerini kapsayarak, klinik sürecin zamansal evrimini bütüncül bir bakış açısıyla açıklamayı hedeflemektedir. Çalışmada, epidemiyolojik modellerde temel üreme sayısı olarak bilinen eşik kavramına karşılık gelen konak-içi eşik parametresi ($\mathcal{R}_0$), iki farklı alt sistem için türetilmiş ve biyolojik parametreler üzerinden yorumlanmıştır. Kararlılık analizi kapsamında, modelin denge noktalarının lokal kararlılık koşulları Jakobiyen matris yardımıyla elde edilmiş ve Routh–Hurwitz kriteri kullanılarak değerlendirilmiştir. Sayısal çözümler Mathematica ve MATLAB ortamlarında üretilmiş; diferansiyel denklem tabanlı simülasyonlar aracılığıyla modelin farklı fazlardaki dinamik tepkileri analiz edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, hasta odaklı hastalık içi biyolojik süreçlerin çok değişkenli matematiksel modellerle temsil edilmesinin, hem teorik biyoloji hem de klinik uygulamalar açısından güçlü ve esnek bir analiz çerçevesi sunduğunu göstermektedir. Bu bağlamda çalışma, HIV ve hematolojik malignitelerin birlikte seyrettiği karmaşık klinik durumların matematiksel olarak anlaşılmasına katkı sağlamayı amaçlamaktadır.

Özet (Çeviri)

In recent years, interest in stem cell therapy has increased markedly both in the scientific community and among the general public, particularly due to its potential to provide curative treatments for various diseases. It is well known that hematopoietic stem cell transplantation is one of the most widely used and successful treatment approaches for hematological malignancies such as leukemia and lymphoma. Mathematical modeling studies on stem cells have predominantly focused on the cellular dynamics of cancer stem cells or on transformation processes known as stem cell differentiation. On the other hand, a review of the literature on mathematical models investigating the effects of stem cell therapy on certain infectious diseases reveals notable gaps in this field. This thesis aims to perform a stability analysis of a mathematical model that incorporates stem cell therapy, based on a clinical case involving a patient diagnosed with both HIV and acute myeloid leukemia (AML) who underwent stem cell transplantation. The clinical case examined holds particular significance, as it is considered one of the most comprehensive cases reported in the medical literature following the London and Berlin patients. Accordingly, an eight compartment HIV–AML–stem cell therapy dynamic model has been developed to reflect this clinical process. The proposed model examines the interactions among HIV infection, immune response, cancer progression, and therapeutic interventions within a single host. In this respect, the model is inspired by the epidemiological compartmental modeling approach but is formulated at the within-host scale as a multi-component immuno-viral-oncological mathematical model. By incorporating CD4+T cells, CD8+ T cells, viral load, latent infection reservoir, cancer cell population, and stem cell dynamics, the model aims to describe the temporal evolution of the clinical process from a holistic perspective. Within the scope of the study, a within-host threshold parameter corresponding to the basic reproduction number commonly used in epidemiological models, denoted by $\mathcal{R}_0$, has been derived for two different subsystems and interpreted in terms of biological parameters. For the stability analysis, the local stability conditions of the equilibrium points have been obtained using the Jacobian matrix and evaluated via the Routh–Hurwitz criterion. Numerical solutions were generated using Mathematica and MATLAB, and the dynamic responses of the model across different phases were analyzed through differential-equation-based simulations. The results demonstrate that representing patient-specific within-host biological processes through multivariable mathematical models provides a powerful and flexible analytical framework for both theoretical biology and clinical applications. In this context, the study aims to contribute to the mathematical understanding of complex clinical conditions in which HIV and hematological malignancies coexist.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    867050

    Assessment of the effects of melatonin on the funtional deficits induced by cellular stress in obese donor derived mesenchymal STEM cells

    Melatonin'in obez donor mezenkimal kök hücrelerinde hücresel strese bağlı olarak oluşan fonksiyon bozuklukları üzerindeki etkilerinin değerlendirilmesi

    ECE GİZEM POLAT

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    BiyolojiHacettepe Üniversitesi

    Kök Hücre Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. FATİMA SUSANNA FAUSTINA AERTS KAYA

  2. Tez No

    917379

    Magnezyumun endometrı̇yum kanserı̇nde tümörogenezüzerı̇ndekı̇ etkı̇sı

    Effect of magnesium on tumorogenesis in endometrial cancer

    ZARNIGAR GADIRLI

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2025

    Kadın Hastalıkları ve DoğumBursa Uludağ Üniversitesi

    Kadın Hastalıkları ve Doğum Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. YAKUP YALÇIN

  3. Tez No

    674706

    Prostat kanseri kök hücrelerinde zoledronik asit tedavisinin hücre adezyon moleküllerine etkisi

    Effect of zoledronic acid treatment on cell adhesion molecules on prostate cancer stem cells

    AHMET ÇAĞ ÇAL

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    ÜrolojiEge Üniversitesi

    Tıbbi Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CUMHUR GÜNDÜZ

  4. Tez No

    365893

    Deneysel periodontitisli ratlarda diş yüzeyi temizliği ve kök yüzeyi düzleştirilmesine ilaveten uygulanan diyot lazer uygulamasının histomorfometrik ve biyokimyasal parametreler üzerine etkileri

    Effects of diode laser application as an adjunct to scaling and root planing on histomorphometric and biochemical parameters in rats with experimental periodontitis

    MUSTAFA ÖZAY USLU

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Diş Hekimliğiİnönü Üniversitesi

    Periodontoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ABUBEKİR ELTAS

    PROF. DR. İSMAİL MARAKOĞLU

  5. Tez No

    818583

    Development of mirna biomarkers for the differentiation between gingivitis and periodontitis: A pilot study

    Gingivitis ve periodontitis ayrımı için mirna biyobelirteçlerinin geliştirilmesi: Pilot çalışma

    DHAFIR LATIEF FAYADH FAYADH

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    BiyokimyaSüleyman Demirel Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA CALAPOĞLU

Geri Dön