PEMODELAN MATEMATIKA KASUS IMUNOTERAPI YANG MELIBATKAN DIFUSI REAKSI PADA INTERAKSI SEL KANKER SERVIKS, SEL EFEKTOR, DAN SENYAWA IL-2

SULASRI SUDDIN, Dr.rer.nat. Lina Aryati, M.S.; Dr. Fajar Adi Kusumo, M.Si.

2017 | Tesis | S2 Matematika

Sel efektor dapat menghambat pertumbuhan sel kanker secara langsung, yang mengakibatkan sel kanker mensekresikan faktor-faktor kimia seperti kemokin. Faktor-faktor ini memungkinkan sel efektor melakukan motilitas random dan bermigrasi ke arah jaringan kanker. Antigenitas sel kanker yang tinggi mengakibatkan peningkatan proliferasi sel efektor. Proliferasi sel efektor juga dirangsang oleh senyawa interleukin-2 (IL-2) yang diproduksi oleh sel efektor secara autokrin. Peningkatan konsentrasi sel efektor yang relevan akan menurunkan insiden kanker atau metastasis. Dalam tesis ini dibahas mengenai pengaruh difusi reaksi terhadap kestabilan lokal model kasus imunoterapi pada interaksi sel kanker serviks, sel efektor dan senyawa interleukin-2 (IL-2) dengan kondisi batas Neumann homogen. Pembahasan dimulai dengan mengkonstruksi model kasus imunoterapi yang melibatkan difusi reaksi pada interaksi sel kanker serviks, sel efektor dan senyawa interleukin-2 (IL-2) kemudian dilanjutkan dengan menganalisa kestabilan solusi ekuilibrium model tersebut. Hasil yang diperoleh dari perhitungan numerik pada model imunoterapi menunjukkan solusi spasial-temporal heterogen yang terkait dengan perkembangan sel kanker dan invasi. Selain itu, hasil dalam model ini menunjukkan bahwa efek dari imunoterapi seluler adoptif dapat membuat sel kanker hancur sebelum terjadi invasi.

The growing cancer is directly attacked by effector cells. The cancer cells secrete chemical factors. These factors enable the effector cell to respond in a random motility and migrate towards the cancer cells. The high cancer antigenicity lead to an increase proliferation effector cells and also interleukin-2 (IL-2) is an autocrine factor which leads to effector cell proliferation. Increased concentrations of effector cells will decrease the incidence of cancer or metastasis. This thesis discussed about the influence of reaction diffusion on the local stability of the equilibrium solution in mathematical model in immunotherapy of cervical cancer cells, effector cells, and interleukin-2 (IL-2) compounds interaction under homogeneous Neumann boundary conditions. We start the discussion by constructing a model in immunotherapy involving the reaction diffusion of cervical cancer cells, effector cells, and IL-2 compounds interaction and then analyzing the stability of the equilibrium solution in the model. The results obtained from numerical computations carried out on the model produce heterogeneous spatio-temporal solutions which are associated with cancer cell progression and invasion. Moreover, the result of this model indicates that the effects of adoptive cellular immunotherapy can make cancer cleared before the invasion.

Kata Kunci : invasi kanker, sistem difusi reaksi, heterogenitas spasial-temporal, imunoterapi