Published July 15, 2024
| Version v1
Publication
Fractional order cancer model infection in human with CD8+ T cells and anti-PD-L1 therapy: simulations and control strategy
Creators
- 1. Saveetha University
- 2. Prince Sattam Bin Abdulaziz University
- 3. Ghazi University
- 4. Lebanese American University
- 5. Near East University
- 6. Khwaja Fareed University of Engineering and Information Technology
- 7. University of Education
- 8. University of Okara
Description
Abstract In order to comprehend the dynamics of disease propagation within a society, mathematical formulations are essential. The purpose of this work is to investigate the diagnosis and treatment of lung cancer in persons with weakened immune systems by introducing cytokines ( $$ IL_{2} \& IL_{12}$$ I L 2 & I L 12 ) and anti-PD-L1 inhibitors. To find the stable position of a recently built system TCD $$IL_{2} IL_{12}$$ I L 2 I L 12 Z, a qualitative and quantitative analysis are taken under sensitive parameters. Reliable bounded findings are ensured by examining the generated system's boundedness, positivity, uniqueness, and local stability analysis, which are the crucial characteristics of epidemic models. The positive solutions with linear growth are shown to be verified by the global derivative, and the rate of impact across every sub-compartment is determined using Lipschitz criteria. Using Lyapunov functions with first derivative, the system's global stability is examined in order to evaluate the combined effects of cytokines and anti-PD-L1 inhibitors on people with weakened immune systems. Reliability is achieved by employing the Mittag-Leffler kernel in conjunction with a fractal-fractional operator because FFO provide continuous monitoring of lung cancer in multidimensional way. The symptomatic and asymptomatic effects of lung cancer sickness are investigated using simulations in order to validate the relationship between anti-PD-L1 inhibitors, cytokines, and the immune system. Also, identify the actual state of lung cancer control with early diagnosis and therapy by introducing cytokines and anti-PD-L1 inhibitors, which aid in the patients' production of anti-cancer cells. Investigating the transmission of illness and creating control methods based on our validated results will both benefit from this kind of research.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
من أجل فهم ديناميكيات انتشار المرض داخل المجتمع، فإن الصيغ الرياضية ضرورية. الغرض من هذا العمل هو التحقيق في تشخيص وعلاج سرطان الرئة لدى الأشخاص الذين يعانون من ضعف في جهاز المناعة عن طريق إدخال السيتوكينات ($ IL _{ 2}\& IL _{ 12 }$ L 2 & I L 12 ) ومثبطات PD - L 1. للعثور على الوضع المستقر لنظام تم إنشاؤه مؤخرًا TCD $$IL _{ 2} IL _{ 12 }$$ I L 2 I L 12 Z، يتم إجراء تحليل نوعي وكمي بموجب معايير حساسة. يتم ضمان النتائج المحدودة الموثوقة من خلال فحص حدود النظام المتولد وإيجابيته وتفرده وتحليل الاستقرار المحلي، وهي الخصائص الحاسمة للنماذج الوبائية. يتم التحقق من الحلول الإيجابية ذات النمو الخطي بواسطة المشتق العالمي، ويتم تحديد معدل التأثير عبر كل قسم فرعي باستخدام معايير ليبشيتز. باستخدام وظائف Lyapunov مع المشتق الأول، يتم فحص الاستقرار العالمي للنظام من أجل تقييم التأثيرات المركبة للسيتوكينات ومثبطات PD - L1 المضادة على الأشخاص الذين يعانون من ضعف في جهاز المناعة. يتم تحقيق الموثوقية من خلال استخدام نواة Mittag - Leffler بالتزامن مع مشغل كسري كسري لأن FFO يوفر مراقبة مستمرة لسرطان الرئة بطريقة متعددة الأبعاد. يتم التحقيق في الآثار العرضية وغير العرضية لمرض سرطان الرئة باستخدام المحاكاة من أجل التحقق من العلاقة بين مثبطات PD - L1 المضادة والسيتوكينات والجهاز المناعي. أيضًا، حدد الحالة الفعلية لمكافحة سرطان الرئة من خلال التشخيص والعلاج المبكرين عن طريق إدخال السيتوكينات ومثبطات PD - L1 المضادة، والتي تساعد في إنتاج المرضى للخلايا المضادة للسرطان. سيستفيد كل من التحقيق في انتقال المرض وإنشاء طرق التحكم بناءً على نتائجنا التي تم التحقق منها من هذا النوع من الأبحاث.Translated Description (French)
Résumé Afin de comprendre la dynamique de propagation des maladies au sein d'une société, les formulations mathématiques sont essentielles. Le but de ce travail est d'étudier le diagnostic et le traitement du cancer du poumon chez les personnes dont le système immunitaire est affaibli en introduisant des cytokines ( $$ IL_{2} \& IL_{12}$$ I L 2 & I L 12 ) et des inhibiteurs de l'anti-PD-L1. Pour trouver la position stable d'un système récemment construit TCD $$IL_{2} IL_{12}$$ I L 2 I L 12 Z, une analyse qualitative et quantitative est effectuée sous des paramètres sensibles. Des résultats limités fiables sont assurés en examinant les limites, la positivité, l'unicité et l'analyse de stabilité locale du système généré, qui sont les caractéristiques cruciales des modèles épidémiques. Les solutions positives à croissance linéaire sont vérifiées par la dérivée globale, et le taux d'impact dans chaque sous-compartiment est déterminé à l'aide des critères de Lipschitz. En utilisant les fonctions de Lyapunov avec le premier dérivé, la stabilité globale du système est examinée afin d'évaluer les effets combinés des cytokines et des inhibiteurs anti-PD-L1 sur les personnes dont le système immunitaire est affaibli. La fiabilité est obtenue en utilisant le noyau de Mittag-Leffler en conjonction avec un opérateur fractal-fractionnel, car les FFO assurent une surveillance continue du cancer du poumon de manière multidimensionnelle. Les effets symptomatiques et asymptomatiques de la maladie du cancer du poumon sont étudiés à l'aide de simulations afin de valider la relation entre les inhibiteurs de l'anti-PD-L1, les cytokines et le système immunitaire. Identifiez également l'état réel du contrôle du cancer du poumon avec un diagnostic et un traitement précoces en introduisant des cytokines et des inhibiteurs de l'anti-PD-L1, qui aident les patients à produire des cellules anticancéreuses. L'étude de la transmission de la maladie et la création de méthodes de contrôle basées sur nos résultats validés bénéficieront toutes deux de ce type de recherche.Translated Description (Spanish)
Resumen Para comprender la dinámica de la propagación de enfermedades dentro de una sociedad, las formulaciones matemáticas son esenciales. El propósito de este trabajo es investigar el diagnóstico y tratamiento del cáncer de pulmón en personas con sistemas inmunitarios debilitados mediante la introducción de citoquinas ( $$ IL_{2} \& IL_{12}$$ I L 2 & I L 12 ) e inhibidores anti-PD-L1. Para encontrar la posición estable de un sistema TCD de reciente construcción $$IL_{2} IL_{12}$$ I L 2 I L 12 Z, se realiza un análisis cualitativo y cuantitativo bajo parámetros sensibles. Los hallazgos limitados confiables se aseguran examinando la delimitación, positividad, singularidad y análisis de estabilidad local del sistema generado, que son las características cruciales de los modelos epidémicos. Las soluciones positivas con crecimiento lineal se muestran verificadas por la derivada global, y la tasa de impacto en cada subcompartimento se determina utilizando los criterios de Lipschitz. Utilizando las funciones de Lyapunov con primera derivada, se examina la estabilidad global del sistema para evaluar los efectos combinados de las citocinas y los inhibidores anti-PD-L1 en personas con sistemas inmunitarios debilitados. La confiabilidad se logra empleando el núcleo de Mittag-Leffler junto con un operador fractal-fraccional porque FFO proporciona un monitoreo continuo del cáncer de pulmón de manera multidimensional. Los efectos sintomáticos y asintomáticos de la enfermedad del cáncer de pulmón se investigan mediante simulaciones para validar la relación entre los inhibidores anti-PD-L1, las citocinas y el sistema inmunitario. Además, identifique el estado real del control del cáncer de pulmón con diagnóstico y terapia tempranos mediante la introducción de citocinas e inhibidores anti-PD-L1, que ayudan en la producción de células anticancerosas de los pacientes. La investigación de la transmisión de enfermedades y la creación de métodos de control basados en nuestros resultados validados se beneficiarán de este tipo de investigación.Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- عدوى نموذج سرطان النظام الكسري في الإنسان مع خلايا CD8+ T والعلاج المضاد لـ PD - L1: المحاكاة واستراتيجية التحكم
- Translated title (French)
- Infection modèle de cancer d'ordre fractionnaire chez l'homme avec des lymphocytes T CD8+ et un traitement anti-PD-L1 : simulations et stratégie de contrôle
- Translated title (Spanish)
- Infección de modelo de cáncer de orden fraccional en humanos con células T CD8+ y terapia anti-PD-L1: simulaciones y estrategia de control
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4400654771
- DOI
- 10.1038/s41598-024-66593-x
References
- https://openalex.org/W1548590901
- https://openalex.org/W1985275327
- https://openalex.org/W1986837879
- https://openalex.org/W2003287927
- https://openalex.org/W2040837794
- https://openalex.org/W2052019063
- https://openalex.org/W2064361774
- https://openalex.org/W2073679760
- https://openalex.org/W2081444498
- https://openalex.org/W2115419908
- https://openalex.org/W2147212734
- https://openalex.org/W2147342239
- https://openalex.org/W2157985081
- https://openalex.org/W2164568756
- https://openalex.org/W2169169493
- https://openalex.org/W2607478503
- https://openalex.org/W2765459685
- https://openalex.org/W2790860521
- https://openalex.org/W2921696880
- https://openalex.org/W2979769490
- https://openalex.org/W3047035687
- https://openalex.org/W3118191862
- https://openalex.org/W3123076874
- https://openalex.org/W3194530401
- https://openalex.org/W3198747064
- https://openalex.org/W3208395140
- https://openalex.org/W3208604851
- https://openalex.org/W4200170070
- https://openalex.org/W4205751650
- https://openalex.org/W4214820241
- https://openalex.org/W4282939992
- https://openalex.org/W4285277807
- https://openalex.org/W4288080437
- https://openalex.org/W4311863228
- https://openalex.org/W4313334785
- https://openalex.org/W4379520264
- https://openalex.org/W4381803894
- https://openalex.org/W4387216893
- https://openalex.org/W4388713820
- https://openalex.org/W4390686676
- https://openalex.org/W4391383745
- https://openalex.org/W4391559352
- https://openalex.org/W4391618342
- https://openalex.org/W4392797343
- https://openalex.org/W4392825852