7 Zastosowania biologii w medycynie

3149
Simon Doyle

Plik zastosowania biologii w medycynie to wszystkie praktyczne narzędzia oferowane przez biomedycynę w diagnostyce laboratoryjnej, opiece medycznej i każdej innej dziedzinie związanej ze zdrowiem.

Biologia medyczna oferuje szeroki wachlarz podejść technologicznych i naukowych, od diagnostyki in vitro po terapię genową. Ta dyscyplina biologii stosuje różnorodne zasady rządzące naukami przyrodniczymi w praktyce medycznej.

Prątek gruźlicy. Źródło: NIAID na Flickr. [Public domain], za pośrednictwem Wikimedia Commons

W tym celu specjaliści przeprowadzają badania różnych procesów patofizjologicznych, biorąc pod uwagę od interakcji molekularnych do integralnego funkcjonowania organizmu..

Zatem biomedycyna oferuje nowe alternatywy w zakresie tworzenia leków o niższych poziomach toksyczności. W ten sam sposób przyczynia się do wczesnej diagnostyki chorób i ich leczenia..

Przykłady zastosowań biologii w medycynie

Selektywna terapia astmy

Wcześniej uważano, że SRS-A (wolno reagująca substancja powodująca anafilaksję) odgrywa ważną rolę w astmie, chorobie, która tak bardzo dotyka ludzi.

Późniejsze badania wykazały, że substancja ta jest mieszaniną leukotrienu C4 (LTC4), leukotrienu E4 (LTE4) i leukotrienu D4 (LTD4). Wyniki te otworzyły drzwi do nowych, selektywnych metod leczenia astmy.

Prace miały na celu zidentyfikowanie cząsteczki, która specyficznie blokuje działanie LTD4 w płucach, unikając w ten sposób zwężenia dróg oddechowych.

W rezultacie opracowano leki zawierające modyfikatory leukotrienów do stosowania w leczeniu astmy..

Selektywność i leki przeciwzapalne

Niesteroidowe leki przeciwzapalne (NLPZ) są od dawna stosowane w leczeniu zapalenia stawów. Głównym powodem jest jego wysoka skuteczność w blokowaniu działania kwasu arachidonowego, znajdującego się w enzymie cyklooksygenazy (COX)..

Jednak gdy działanie COX jest hamowane, zapobiega on również jego funkcji jako środka ochronnego dla przewodu pokarmowego. Ostatnie badania wskazują, że cyklooksygenaza składa się z rodziny enzymów, w której 2 jej członków ma bardzo podobne cechy: CO-1 i COX-2.

COX-1 ma działanie ochronne na żołądek, poprzez hamowanie tego enzymu, utrata ochrony przewodu pokarmowego. Podstawowy wymóg nowego leku byłby ukierunkowany na selektywne hamowanie COX-2, aby osiągnąć trwałość obu funkcji: ochronnej i przeciwzapalnej.

Specjalistom udało się wyizolować cząsteczkę, która wybiórczo atakuje COX-2, więc nowy lek oferuje obie korzyści; środek przeciwzapalny, który nie powoduje uszkodzeń przewodu pokarmowego.

Alternatywne metody podawania leków

Tradycyjne metody podawania tabletek, syropów lub zastrzyków wymagają, aby substancja chemiczna dostała się do krwiobiegu i została rozproszona po całym organizmie..

Problem pojawia się, gdy skutki uboczne występują w tkankach lub narządach, dla których lek nie był przeznaczony, przy czym zaostrza się, że objawy te mogą pojawić się przed osiągnięciem pożądanego poziomu terapeutycznego..

W przypadku tradycyjnego leczenia guza mózgu lek musi mieć znacznie wyższe stężenie niż zwykle, ze względu na bariery krew-mózg. W wyniku tych dawek skutki uboczne mogą być silnie toksyczne.

Aby osiągnąć lepsze wyniki, naukowcy opracowali biomateriał składający się z polimerowego urządzenia. Jest to biokompatybilne i rozpuszcza się powoli, uwalniając lek. W przypadku guza mózgu guz jest usuwany i wprowadzane są dyski polimerowe złożone z leku chemioterapeutycznego..

Zatem dawka będzie dokładnie taka, jaka jest wymagana i zostanie uwolniona w zaatakowanym narządzie, znacznie zmniejszając możliwe skutki uboczne w innych układach organizmu..

Hydrożele białkowe zwiększające skuteczność terapii iniekcyjnej komórkami macierzystymi

W terapii opartej na komórkach macierzystych ważne jest, aby ilość podawana pacjentowi była klinicznie odpowiednia. Ponadto jego żywotność musi być utrzymywana na miejscu..

Najmniej inwazyjnym sposobem dostarczania komórek macierzystych jest wstrzyknięcie bezpośrednie. Jednak ta opcja zapewnia tylko 5% żywotności komórek..

Wychodząc naprzeciw potrzebom klinicznym specjaliści opracowali system wyszczuplający i samoleczący, który składa się z dwóch białek, które samoorganizują się w hydrożele.

Oczekuje się, że podawanie tego układu hydrożelowego razem z komórkami leczniczymi poprawi żywotność komórek w miejscach, w których występuje niedokrwienie tkanek..

Stosuje się go również w przypadku choroby tętnic obwodowych, gdzie priorytetem jest utrzymanie żywotności komórek umożliwiających przepływ krwi w kończynach dolnych

Cynk atakuje komórki produkujące insulinę

Wstrzyknięcie insuliny działa poprzez kontrolowanie objawów cukrzycy. Naukowcy proponują działać bezpośrednio na komórki beta trzustki, które wytwarzają insulinę. Kluczem może być powinowactwo tych komórek do cynku.

Komórki beta gromadzą cynk około 1000 razy więcej niż pozostałe komórki tworzące otaczające tkanki. Ta cecha służy do ich identyfikacji i selektywnego stosowania leków sprzyjających ich regeneracji..

W tym celu naukowcy połączyli środek chelatujący cynk z lekiem, który regeneruje komórki beta. Wynik wskazuje, że lek również wiązał się z komórkami beta, powodując ich namnażanie..

W teście na szczurach komórki beta regenerowały się około 250% więcej niż inne komórki.

NGAL jako predyktor ostrego uszkodzenia nerek

Lipokalina związana z żelatynazą neutrofilów, znana pod akronimem NGAL, jest białkiem stosowanym jako biomarker. Jego funkcją jest wykrywanie ostrego uszkodzenia nerek u osób z sierpem. U tych typów pacjentów pomiary w surowicy prawdopodobnie pozwoliły przewidzieć wystąpienie choroby.

Choroby nerek, takie jak podwyższony poziom kreatyniny i mocznika, są jednym z powikłań niedokrwistości sierpowatokrwinkowej. Research Associates NGAL z nefropatią u pacjentów z cukrzycą typu 2.

To sprawia, że ​​NGAL jest czułym i ważnym narzędziem w warunkach klinicznych ze względu na niski koszt, łatwy dostęp i dostępność..

Ponadto jest czułym biomarkerem, który przyczynia się do wczesnego wykrywania, z bardzo szerokim zakresem rutynowej oceny, podczas leczenia niedokrwistości sierpowatokrwinkowej..

Witamina D, inhibitor wzrostu Mycobacterium gruźlica

Gruźlica jest przede wszystkim chorobą płuc, z którą wiąże się Prątek gruźlicy. Postęp choroby będzie zależał od odpowiedzi układu odpornościowego, na którego skuteczność wpływają czynniki zewnętrzne i wewnętrzne, takie jak genetyka..

Do czynników zewnętrznych należy stan fizjologiczny i odżywienia pacjenta. Badania wskazują, że niedobór witaminy D może być bezpośrednio związany z zaburzeniami regulacji układu odpornościowego.

W ten sposób immunomodulujące działanie wspomnianego układu na M. tuberculosis. Zwiększona szansa zarażenia się gruźlicą może być związana z niskim poziomem witaminy D..

Znaczenie kliniczne wskazuje, że terapia przeciwgruźlicza indukowana witaminą D3 może działać jako uzupełnienie leczenia gruźlicy

Bibliografia

  1. Atere AD, Ajani OF, Akinbo DB, Adeosun OA, Anombem OM (2018). Poziomy w surowicy lipokaliny związanej z żelatynazą neutrofilową (NGAL) jako predyktor ostrego uszkodzenia nerek u pacjentów z niedokrwistością sierpowatokrwinkową. J Biomedical. Odzyskany z jbiomeds.com
  2. Campbell, A K. (1988) Chemiluminescence. Zasady i zastosowania w biologii i medycynie. ETDE Web. Odzyskany z osti.gov.
  3. Smith RC1, Rhodes SJ. (2000). Zastosowania biologii rozwoju w medycynie i hodowli zwierząt. Odzyskany z ncbi.nlm.nih.go
  4. Ngan Huang, Sarah Heilshorn (2019). Hydrożele na bazie białek dla poprawy skuteczności terapii iniekcyjnej opartej na komórkach macierzystych w mysim modelu choroby tętnic obwodowych Uniwersytet Stanforda. Odzyskany z chemh.stanford.edu.
  5. Nathan Collins (2018): Naukowcy używają cynku do namierzania komórek produkujących insulinę za pomocą leku regeneracyjnego. Uniwersytet Stanford. Odzyskany z chemh.stanford.edu.
  6. Narodowe Centrum Informacji Biotechnologicznej (NCBI) (2003). Beyond the Molecular Frontier: Challenges for Chemistry and Chemical Engineering. Zaczerpnięte z: ncbi.nlm.nih.gov
  7. Soni P, Shivangi, Meena LS (2018) Vitamin D-An Immune Modulator and Growth Inhibitor of Mycobacterium Tuberculosis H37Rv. Journal of Molecular Biology and Biothecnology. Odzyskany z imedpub.com.

Jeszcze bez komentarzy