Model Dinamika dari Interaksi antara Sel Makrofag dan Sel CTLs terhadap Pertumbuhan Tumor

Abstract

Non-small cell lung cancer merupakan salah satu penyebab utama kematian akibat kanker. Keberagaman subtipe dan kompleksitas mekanisme menjadi tantangan utama dalam pengobatan non-small cell lung cancer. Penelitian ini bertujuan membangun dan menganalisis model matematika dinamika interaksi antara sel makrofag dan Cytotoxic T Lymphocytes (CTLs) terhadap pertumbuhan sel tumor. Sehingga diperlukan model dinamika untuk memahami interaksi antara sel tumor dan sel imun. Model ini dikembangkan menggunakan persamaan diferensial biasa yang diselesaikan dengan metode numeri Euler. Terdapat dua sistem utama, yaitu interaksi sel makrofag dengan tumor dan sistem kompetitif antara CTLs dengan tumor, termasuk modifikasi berupa penambahan fungsi saturasi pada eliminasi tumor oleh CTLs agar mencerminkan kondisi biologis yang lebih realistis. Hasil simulasi menunjukkan bahwa sel makrofag dan CTLs efektif dalam menekan pertumbuhan tumor, dengan CTLs yang dimodifikasi penambahan fungsi saturasi mampu mempertahankan populasi tumor pada kondisi stabil tanpa dieliminasi secara total. Adapun untuk melihat kontribusi parameter pada sistem kompetitif yang dimodifikasi terhadap pertumbuhan sel tumor, maka dilakukan analisis sensitivitas variasi parameter. Hasil penelitian ini diharapkan dapat menjadi dasar bagi pengembangan strategi imunoterapi yang lebih efisien dalam penanganan kanker paru-paru.

Non-small cell lung cancer is a major cause of cancer-related deaths due to its diverse subtypes and complex mechanisms. This study develops and analyzes a mathematical model to understand how macrophage cells and Cytotoxic T Lymphocytes (CTLs) interact with tumor cells. The model uses ordinary differential equations and is solved numerically using the Euler method. It consists of two main systems, the interaction between macrophages and tumor cells, and the competition between CTLs and tumor cells. A saturation function is added to the CTL system to more realistically reflect tumor elimination. Simulation results show that both macrophages and CTLs can suppress tumor growth. CTLs with the saturation function help stabilize the tumor population without fully eliminating it. Sensitivity analysis is also performed to evaluate the influence of key parameters on tumor growth. These findings can support the development of more effective immunotherapy strategies for lung cancer.