Aller au contenu principal
Accès ouvert déclaré 2025 article

Stem Cell Based Fractional-Order Dynamical Model of Psoriasis: A Mathematical Study

3Citations signalées, ce qui n’est pas une note de qualité
3Institutions déclarées
3Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : in, Afrique du Sud, cn. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Psoriasis is a chronic autoimmune skin disorder driven by dysregulated immune responses, where abnormal interactions between T cells and dendritic cells lead to excessive inflammatory cytokine production. This triggers the hyper-proliferation of epidermal keratinocytes while depleting mesenchymal stem cells (MSCs), which play a crucial role in immune modulation. The progression behavior of psoriasis is not only influenced by their present state but also by the historical evolution of underlying cellular interactions. Memory stages and complex interplay among immune components at different temporal scales significantly modulate disease expression. Motivated by this, we proposed a mathematical model of psoriasis to a fractional-order framework in order to incorporate memory-dependent effects and non-local characteristics. This article deals with a four-dimensional model of psoriasis involving concentrations of T cells, dendritic cells, keratinocytes, and mesenchymal stem cells (MSCs) in order to predict the temporal evolution in the considered cell densities during the disease dissemination process. Using Caputo, Caputo-Fabrizio, and Atangana-Baleanu-Caputo operators, we analyze how memory influences disease dynamics. In-depth mathematical analysis of the solution of the fractionalized model has been thoroughly investigated. The stability of the model is also examined using generalized Ulam–Hyers stability criteria. The considered population densities are numerically evaluated using various fractional orders with considered fractional operators to capture non-local effects. Optimal control is implemented on the fractionalized system using the Forward-Backward Sweep Method (FBSM), emphasizing the impacts of two biologics, namely TNF-α inhibitors and IL-23 blockers, via considered operators. Numerical simulations are performed in support of the theoretical analyses, accompanied by detailed discussions from both mathematical and biological viewpoints. Results based on optimal control effectiveness analysis indicate that a combined control strategy, particularly under the Caputo-Fabrizio operator, optimally reduces keratinocyte density. Which offers deeper insights into disease progression and effective therapeutic approaches.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Stem Cell Based Fractional-Order Dynamical Model of Psoriasis: A Mathematical Study
Date Crossref
01/09/2025
Éditeur
Fakultas Hukum Universitas Negeri Gorontalo
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Jadavpur University pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Stellenbosch University Stellenbosch University, Afrique du Sud (code pays fourni par la source)
    Université ou école supérieure
  • Henan University of Economic and Law pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Henan Finance University pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure

Jadavpur University, Stellenbosch University (Stellenbosch University, Afrique du Sud) et Henan University of Economic and Law, avec 1 autre affiliation. Pays d’affiliation : Afrique du Sud.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

Les sujets associés

Gene Regulatory Network Analysis3D Printing in Biomedical Research

BNTIC News n’est pas le producteur de ces données. Les publications sont interrogées à la demande dans Crossref, OpenAIRE, DOAJ, Europe PMC, HAL, DataCite, AfricArXiv, ROR et la Banque mondiale, sans clé d’accès. OpenAlex reste optionnel. Aucun service payant n’est nécessaire et aucune donnée externe n’est enregistrée en base. Consulter les sources et leurs limites.