Tumor

 

Narejeno z NetLogo -om

Izvorna datoteka: Tumor.nlogo

KAJ PRIKAZUJE?

Model prikazuje rast tumorja in njegovo odpornost na kemijsko zdravljenje. Tumor je sestavljen iz dveh tipov celic: izvornih celic (modre žabice) in tranzitornih celic (žabice drugih barv).

Med mitozo se izvorna celica lahko deli simetrično ali asimetrično. Pri asimetrični mitozi ena od hčerinskih celic ostane izvorna in nadomesti starševsko izvorno celico. Tako izvorna celica praktično nikoli ne umre, ampak se pri vsaki delitvi na nek način reinkarnira. Druga hčerinska celica se spremeni v tranzitorno in se premakne navzven.

Mlada trazitorna celica se lahko deli in tako vzredi nove tranzitorne celice. Tranzitorne celice se pri določeni starosti nehajo deliti in spremenijo barvo iz rdeče v belo, iz bele v črno, nato pa odmrejo.

Izvorna celica se lahko deli simetrično v dve novi izvorni celici (modri žabici). V tem primeru se prvotna izvorna celica deli simetrično le enkrat. Prva izvorna celica ostane statična, medtem ko se druga premakne na desno. Ta proces, pri katerem se celica premakne na drugo mesto in tam začne ustvarjati novo kolonijo tumorja, se imenuje metastaza. Metastaze so obarvane rdeče. Sestavljene so iz celic, ki umrejo mlade, t.j. ko so še rdeče. Po tem se razlikujejo od tistih, ki so označene s črno barvo pri statičnem tumorju. Ko bolezen napreduje, celice umirajo vse mlajše.

Prvotni StarLogoT Tumor model je prispeval dr. Gershom Zajicek, profesor eksperimentalne medicine in raziskovanj rakavih obolenj na Hebrew University - Hadassah Medical School, Jeruzalem.


KAKO GA UPORABLJATI

PONASTAVI: Izbriše vse na prikaznem oknu in ustvari dve modri neoplastični (rakasti) izvorni celici. Ena celica ostane na mestu, druga pa se pomakne na desno.
POŽENI: Zažene simulacijo.
UBIJ TRANZITORNE CELICE: Ubije tranzitorne celice, ki so mlajše od petih časovnih period.
UBIJ IZVORNO CELICO: Ubije izvorno celico. če je stikalo "UBIJ PREMIKAJOčO CELICO" nastavljeno na "IZKLOPLJEN" se original eliminira. če je stikalo nastavljeno na "VKLOPLJEN", se eliminira premikajoča izvorna celia.
UBIJ PREMIKAJOčO CELICO: Določi katera izvorna celica se bo eliminirala, ko se bo zagnal ukaz "UBIJ IZVORNO CELICO".
PUSTI SLED: če je funkcija vklopljena, celice med premikanjem puščajo sled, drugače je ne.
čAS: Prikaže kolikokrat je bila zagnana funkcija "POŽENI".
PREŠTEJ CELICE: Prikaže število živih celic.
PRIKAŽI ŽIVE CELICE: Grafično prikaže število živih celic.


STVARI NA KATERE BODITE POZORNI

Na začetku bodite pozorni na modro piko. Ta predstavlja normalno izvorno celico, ki se je spremenila v rakasto izvorno celico. Nastavite stikalo "pusti-sled?" na ON in kliknite "začni". Tumor nastane, ko izvorna celica naredi tranzitorne celice, ki reproducirajo same sebe. Nato tumor zraste na neko velikost. Ko raste, se na desni strani pokaže izboklina. To je izrastek tumorja, ki ga naredijo izvorne celice v procesu mitoze. Izrastek bo metastaziral in se razrasel v oddaljene predele.

čez nekaj časa, ko tumor in metastaza zrasteta do polne velikosti, se zdi, da se ne dogaja nič zanimivega. To ponazarja, kako se tumor kaže zdravniku - kot homogena celična masa. V resnici pa ta navidez homogena masa zakriva spremembo aktivnih celic. Da bi jo odkrili, nastavite stikalo za "pusti-sled?" na OFF, kliknite PONASTAVI, nato pa s klikom na "zaženi" ponovno pričnite s simulacijo.

Upočasnite prikaz zato, da lahko sledite posameznim korakom. Nastavite drsnik za hitrost prikaza na 10, kliknite PONASTAVI in "zaženi", nato pa opazujte modro izvorno celico. Ta se razdeli v dve modri izvorni celici. Ena ostane na mestu, medtem ko se druga premakne na desno.

Poglejte modro izvorno celico, ki je ostala na mestu. Ta celica vzredi rdeče celice, ki se premikajo navzven in s staranjem spreminjajo barvo. Ko so mlade, so obarvane rdeče in ustvarjajo več tranzitornih celic. Nato se obarvajo belo, nato črno in naposled umrejo.


STVARI KI JIH POSKUSITE

Poskusite z zdravljenjem: kliknite na "uniči tranzitorne celice", medtem ko je model zagnan. To simulira zdravljenje s kemičnim agentom. Ta eliminira mlade (rdeče) celice, ki se delijo, prizanese pa starejšim celicam. Opazujte, kako se tumor skrči in nato zraste. Nadaljujte s to "kemoterapijo" z večkratnim klikom na gumb in opazujte graf. To ponavljate toliko časa, dokler ne boste razumeli, zakaj ne deluje.

Večina zdravil za kemoterapijo, poznanih tudi kot M- in S-strupi, ustavi celično delitev, ampak načeloma ne povzroči celične smrti. Take vrste kemoterapijo lahko ponazorimo z uničevanjem mladih (rdečih) tranzitornih celic, saj so te edine, ki se delijo. Na starejše tranzitorne celice, ki se ne delijo, to ne vpliva. Te se še naprej starajo in sčasoma odmrejo.

Problem je, da izvorne celice ohranijo tumor in razširjajo njegovo metastaziranje. Izvorne celice, znane tudi kot klonogene celice, so v splošnem odporne na kemoterapijo. To je mogoče odpraviti samo z velikimi odmerki kemičnih preparatov, ki pa ogrožajo zdrave izvorne celice. To pomeni, da naredijo približno enako škode kot koristi.

Pustite tumorju, da se spet razraste. Kliknite na "uniči premikajočo izvorno celico" in pustite, da se model izvaja. Desna modra izvorna celica izgine. Njeni potomci živijo nekoliko dlje, a naposled tudi umrejo. Zdaj kliknite na "uniči prvotno izvorno celico" in opazujte postopno izginjanje tumorja, nove celice se ne tvorijo, obstoječe pa se še naprej starajo, dokler ne odmrejo in izginejo.

Imate kakšno vprašanje? Preden vprašate, nadaljujte z raziskovanjem modela dokler popolnoma ne razumete njegovega delovanja. Model razkriva skrito dimenzijo, ki jo je težko razumeti. To je časovna dimenzija tkiv (in tumorja) v telesu.


RAZŠIRITEV MODELA

Katere alternativne metode zdravljenja bi predlagali? Kako bi jih vključili v model?


ZASLUGE IN VIRI

Za sklicevanje na ta model v akademskih publikacijah prosimo uporabite: Wilensky, U. (1998). NetLogo Tumor model. http://ccl.northwestern.edu/netlogo/models/Tumor. Center for Connected Learning and Computer-Based Modeling, Northwestern University, Evanston, IL.

V drugih publikacijah prosimo uporabite: Copyright 1998 Uri Wilensky. Vse pravice pridržane, več informacij na http://ccl.northwestern.edu/netlogo/models/Tumor.