Analisis Numerik untuk Perlakuan Virotherapy pada Tumor Paru

1 PENDAHULUAN
LATAR BELAKANG
Tumor muncul ditandai oleh perubahan yang sangat mendasar di dalam sel
biologi, khususnya nukleus, dan sifat tumor ditransmisikan dari sel ke sel melalui
generasi-generasi
lanjutannya
secara
tak
terbatas.
Sel
tumor
memiliki
pertumbuhan mandiri yang lebih cepat daripada yang dimiliki oleh sel inang. Sel
tumor dapat dikenal dari perubahan-perubahan dalam struktur, metabolisme, sifat,
pola pertumbuhan, dan juga dari perubahan dalam fungsi atau dalam hubungan
imunologik dengan bagian-bagian tubuh yang lain. Tumor merupakan salah satu
penyebab utama kematian di seluruh dunia. Badan Kesehatan Dunia (WHO)
mengestimasikan bahwa 84 juta orang meninggal akibat tumor dalam rentang
waktu 2005 dan 2015. Sedangkan hasil Riset Kesehatan Dasar 2007 menyebutkan
bahwa prevalensi penyakit tumor di Indonesia adalah 4,3
Tumor Paru-paru dalam arti luas adalah semua penyakit ganas yang terjadi
di paru-paru, mencakup keganasan yang berasal dari paru-paru sendiri (primer)
atau penyebaran (metastasis) tumor dari organ lain. Definisi khusus untuk tumor
paru-paru primer yakni tumor ganas yang berasal dari jaringan sel (epitel) saluran
napas (bronkus). Tumor paru-paru termasuk tumor penyebab kematian tertinggi.
Hampir 90% pengidap tumor paru-paru tidak bisa diselamatkan apabila sudah
akut, karena tumor akan mudah menyebar ke jaringan tubuh sekelilingnya seperti
hati, tulang belakang, dan otak melalui pembuluh darah. Tumor paru-paru paling
banyak ditemukan pada laki-laki dewasa dan perokok. Lebih dari 80% tumor
paru-paru berhubungan dengan perokok. Ada beberapa pilihan untuk pengobatan
tumor paru-paru pada masing-masing tingkatan yang dapat ditawarkan apabila
telah didiagnosis pasti, yaitu jenis histologis dan staging penyakit yang dapat
ditentukan yaitu dengan: bedah, radiotherapy, chemotherapy, targeted therapy,
dan terapi lain (Elisna Syahruddin, 2006).
Perlakuan virotherapy yang diberikan ke pasien merupakan bentuk
pengobatan tumor dengan menggunakan metode bioteknologi. Pada teknologi ini,
2 virus dibentuk (dikonversi) untuk menyerang sel tumor, sedangkan sel-sel sehat
relatif masih utuh dan dalam kondisi yang baik. Virus yang digunakan dalam
virotherapy ini adalah virus campak. Pada saat ini, virus digunakan sebagai
pengobatan terhadap berbagai penyakit tumor. Pada teknologi pengobatan ini,
virus diperlakukan sebagai vektor khusus untuk dapat menargetkan sel dan DNA
tertentu. Infeksi oleh virus campak dimulai ketika protein hemaglutinin (H) virus
berinteraksi dengan receptor (CD46) pada sel target. Interaksi ini memicu
perubahan pada protein fusion (F) virus yang mengarah ke perpaduan dari virus
dan plasma membran sel untuk masuk ke dalam sel. Apabila protein H dan F dari
virus meningkat, maka ini sel tumor yang terinfeksi juga akan meningkat
(Dingli,2006a). Selama beberapa tahun terakhir ini, virus (baik berbasis DNA dan
RNA) dikembangkan terus sebagai terapi pengobatan tumor, atau biasa
dikenalkan sebagai potensi pengobatan tumor.
Gambar 1. Pertumbuhan tumor dalam waktu 3, 6, 9, 12 hari
Oleh karena, pertumbuhan tumor sangat cepat dibandingkan dengan sel
normal yang sehat, maka virus diperlukan untuk dapat mengendalikan
pertumbuhan tumor, atau bahkan diharapkan dapat membunuhnya. Keberhasilan
virotherapy pada tumor paru-paru tergantung pada infeksi sel tumor yang menjadi
tempat untuk amplifikasi virus tersebut. Setelah virus dilepaskan dari sel-sel yang
terinfeksi oleh tumor, maka muncul partikel baru yang dapat menulari sel tumor.
Dengan demikian, penyebaran virus melalui tumor merupakan satu kesatuan
rangkaian. Interaksi antara tumor dengan populasi virus yang kompleks dan
dinamik dapat dipahami dengan menggunakan pemodelan matematika.
3 PERUMUSAN MASALAH
1. Bagaimanakah membangun model dan persamaan matematika yang dapat
menjelaskan fenomena virotherapy pada tumor
2. Menganalisa model yang digunakan pada sistem dinamika virotherapy
pada tumor tersebut dan apakah hasil simulasi model itu memberikan hasil
prediksi yang sesuai kenyataan (experiment)
3. Bagaimana bentuk persamaan matematika yang lebih umum yang dapat
menjelaskan fenomena virotherapy pada tumor yang secara kualitatif
mempunyai kemiripan dengan kenyataan.
4. Jika telah dibangun persamaan matematika umum untuk suatu virotherapy
pada tumor, bagaimana bentuk persamaan matematika yang dapat
menjelaskan interaksi antara virus dengan tumor.
TUJUAN PENELITIAN
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui:
1. Kondisi populasi awal tumor yang tidak terinfeksi.
2. Kondisi populasi tumor yang terinfeksi.
3. Berapa dosis virus yang diberikan pada pasien untuk mencapai
penyembuhan?
4. Berapa dosis virus yang optimal untuk dapat membunuh tumor, tanpa
membunuh sel yang sehat?
5. Apakah penjadwalan pemberian dosis memainkan peran penting pada
hasil terapi?
MANFAAT PENELITIAN
Penelitian ini menjadi acuan dasar tentang mekanisme kerja virotherapy pada
tumor paru-paru, mulai dari keadaan kondisi populasi sel tumor sebelum diberi
perlakuan virotherapy sampai diberi perlakuan virotherapy yang dapat