Zdieľam:
7 Aplikácie biológie v medicíne
aplikácie biológie v medicíne všetky tieto praktické nástroje, ktoré ponúka biomedicína v laboratórnej diagnostike, v lekárskej starostlivosti av akejkoľvek inej oblasti súvisiacej so zdravím.
Lekárska biológia ponúka širokú škálu technologických a vedeckých prístupov, ktoré môžu siahať od in vitro diagnostiky až po génovú terapiu. Táto disciplína biológie aplikuje rôzne princípy, ktoré riadia prírodné vedy v lekárskej praxi.
Na tento účel odborníci vykonávajú vyšetrovanie rôznych fyziopatologických procesov, pričom zohľadňujú molekulárne interakcie k integrálnemu fungovaniu organizmu..
Biomedicína tak ponúka nové alternatívy vo vzťahu k tvorbe liekov s nižšími toxickými hladinami. Prispieva tiež k včasnej diagnostike chorôb a ich liečby.
Aplikačné príklady biológie v medicíne
Selektívna liečba astmy
Predtým sa predpokladalo, že SRS-A (pomaly reagujúca látka anafylaxie) zohrávala dôležitú úlohu pri astme, čo je stav, ktorý postihuje ľudí..
Následné výskumy zistili, že táto látka je zmesou medzi leukotriénom C4 (LTC4), leukotriénom E4 (LTE4) a leukotriénom D4 (LTD4). Tieto výsledky otvorili dvere novým selektívnym liečbám astmy.
Práca bola zameraná na identifikáciu molekuly, ktorá špecificky blokuje pôsobenie LTD4 v pľúcach, čím zabraňuje zúženiu dýchacích ciest..
V dôsledku toho boli spracované liečivá obsahujúce modifikátory leukotriénu, takže môžu byť použité pri terapiách astmy..
Selektivita a protizápalové lieky
Pri liečbe artritídy sa dlhodobo používajú nesteroidné protizápalové lieky (NSAID). Hlavným dôvodom je jeho vysoká účinnosť blokujúca účinky kyseliny arachidónovej, ktorá sa nachádza v enzýme cyklooxygenáze (COX)..
Keď je však účinok COX inhibovaný, tiež zabraňuje jeho funkcii ako gastrointestinálneho protektora. Nedávne štúdie ukazujú, že cyklooxygenáza je tvorená rodinou enzýmov, kde 2 z jej členov majú veľmi podobné charakteristiky: CO-1 a COX-2.
COX-1 má gastroprotektívny účinok, inhibíciou tohto enzýmu sa stráca ochrana črevného traktu. Základnou požiadavkou nového lieku by bolo selektívne inhibovať COX-2, aby sa dosiahla stálosť oboch funkcií: ochranná a protizápalová.
Odborníkom sa podarilo izolovať molekulu, ktorá selektívne atakuje COX-2, takže nový liek ponúka oba výhody; protizápalové, ktoré nespôsobuje lézie na gastrointestinálnej úrovni.
Alternatívne spôsoby podávania liekov
Tradičné metódy podávania piluliek, sirupov alebo injekcií vyžadujú, aby sa chemikália dostala do krvného obehu, aby sa rozptýlila po celom tele..
Problém nastáva, keď sa vyskytujú vedľajšie účinky v tkanivách alebo orgánoch, ktorým liek nebol určený, s priťažujúcou okolnosťou, že tieto príznaky sa môžu objaviť pred dosiahnutím požadovanej terapeutickej hladiny..
V prípade tradičného liečenia nádoru v mozgu musí mať liek omnoho vyššiu koncentráciu, ako je obvyklé v dôsledku bariér krv-mozog. V dôsledku týchto dávok môžu byť vedľajšie účinky vysoko toxické.
Na dosiahnutie lepších výsledkov vyvinuli vedci biomateriál, ktorý pozostáva z polymérneho zariadenia. To je biokompatibilné a rozpúšťa sa pomaly, čím sa liek uvoľňuje. V prípade mozgového nádoru je nádor odstránený a sú vložené polymérne disky, ktoré sú tvorené chemoterapeutickým liečivom..
Dávka bude teda presne požadovaná a bude uvoľňovaná v postihnutom orgáne, čím sa značne znížia možné vedľajšie účinky v iných systémoch organizmu..
Proteínové hydrogély na zlepšenie účinnosti injekčnej terapie kmeňovými bunkami
V terapii založenej na kmeňových bunkách je dôležité, aby množstvo podávané pacientovi bolo klinicky adekvátne. Okrem toho je nevyhnutné zachovať jeho životaschopnosť in situ.
Najmenej invazívnym spôsobom dodávania kmeňových buniek je priama injekcia. Táto možnosť však poskytuje iba 5% životaschopnosť buniek.
S cieľom uspokojiť klinické potreby vyvinuli špecialisti systém riedenia a samoliečenia, ktorý obsahuje dva proteíny, ktoré sa samy zostavujú do hydrogélov..
Keď sa tento systém hydrogélov podáva spolu s terapeutickými bunkami, očakáva sa, že zlepšia životaschopnosť buniek v tých miestach, kde existuje tkanivová ischémia..
Používa sa aj v prípade ochorenia periférnych artérií, kde je prioritou udržiavať životaschopnosť buniek, ktoré umožňujú prietok krvi v dolných končatinách.
Zinok na napadnutie buniek produkujúcich inzulín
Inzulínová injekcia funguje tak, že kontroluje symptómy diabetu. Výskumníci navrhujú, aby pôsobili priamo na beta bunky pankreasu, ktoré vytvárajú inzulín. Kľúčom by mohla byť afinita týchto buniek k zinku.
Beta bunky akumulujú zinok približne 1 000-krát viac ako zvyšok buniek, ktoré tvoria okolité tkanivá. Táto charakteristika sa využíva na identifikáciu a selektívne aplikovanie liekov, ktoré podporujú ich regeneráciu.
Na to výskumníci spojili chelatačné činidlo zinku s liečivom, ktoré regeneruje beta bunky. Výsledok ukazuje, že liek bol tiež fixovaný v beta bunkách, čo spôsobuje jeho násobenie.
V teste uskutočňovanom na potkanoch sa beta-bunky regenerovali približne o 250% viac ako iné bunky.
NGAL ako prediktor akútneho poškodenia obličiek
Lipokalín spojený s gelatinázou neutrofilov, známy pod skratkou NGAL, je proteín používaný ako biomarker. Jeho funkciou je detekcia akútneho poškodenia obličiek u jedincov s kosáčikovými bunkami. U tohto typu pacientov sérum pravdepodobne predpovedalo nástup ochorenia.
Poruchy obličiek, ako je zvýšený kreatinín a močovina, sú jednou z komplikácií kosáčikovitej choroby. Výskum spája NGAL s nefropatiou u pacientov s diabetom 2. typu.
Vďaka tomu je NGAL citlivým a dôležitým nástrojom v klinickej oblasti vďaka nízkej cene, ľahkému prístupu a dostupnosti.
Okrem toho je to citlivý biomarker, ktorý prispieva k včasnému odhaleniu, s veľmi širokým rozsahom pre rutinné hodnotenie, počas liečby kosáčikovitej choroby..
Vitamín D, inhibítor rastu mycobacterium tuberkulóza
Tuberkulóza je hlavne pľúcne ochorenie spojené s Mycobacterium tuberculosis. Vývoj ochorenia bude závisieť od reakcie imunitného systému, ktorého účinnosť ovplyvňujú vonkajšie a vnútorné faktory, ako je genetika.
V rámci vonkajších faktorov je fyziologický a nutričný stav pacienta. Štúdie ukazujú, že nedostatok vitamínu D môže priamo súvisieť so zhoršením regulácie imunitného systému.
Týmto spôsobom budú ovplyvnené imunomodulačné účinky uvedeného systému M. tuberculosis. Zvýšená možnosť kontrakcie tuberkulózy môže súvisieť s nízkou hladinou vitamínu D.
Klinický význam naznačuje, že antituberkulózna terapia indukovaná vitamínom D3 môže pôsobiť ako doplnok liečby tuberkulózy.
referencie
- Atere AD, Ajani OF, Akinbo DB, Adeosun OA, Anombem OM (2018). Sérové hladiny lipocalínu asociovaného s neutrálnou gelatinázou (NGAL) ako prediktora akútneho poranenia obličiek u pacientov s kosáčikmi. J Biomedical. Obnovené z jbiomeds.com
- Campbell, A K. (1988) Chemiluminescence. Princípy a aplikácie v biológii a medicíne. ETDE Web. Získané z osti.gov.
- Smith RC1, Rhodes SJ. (2000). Aplikácie vývojovej biológie pre medicínu a živočíšne poľnohospodárstvo. Obnovené z ncbi.nlm.nih.go
- Ngan Huang, Sarah Heilshorn (2019). Proteíny upravené inžinierstvom na zlepšenie účinnosti injekčnej terapie založenej na kmeňových bunkách v myšom modeli pre periférnu arteriálnu chorobu Stanfordskú univerzitu. Zdroj: chemh.stanford.edu.
- Nathan Collins (2018) Výskumní pracovníci používajú zinok na cieľové bunky produkujúce inzulín s regeneračným liečivom. Univerzita v Stanforde. Zdroj: chemh.stanford.edu.
- Národné centrum pre biotechnologické informácie (NCBI) (2003). Za molekulárnou hranicou: Výzvy pre chémiu a chemické inžinierstvo. Prevzaté z: ncbi.nlm.nih.gov
- Soni P, Shivangi, Meena LS (2018) Vitamín D-imunitný modulátor a rastový inhibítor Mycobacterium Tuberculosis H37Rv. Journal of Molecular Biology and Biotechnology. Obnovené z imedpub.com.