7 Aplikace biologie v medicíně

3717
Anthony Golden

The aplikace biologie v medicíně jsou všechny ty praktické nástroje, které biomedicína nabízí v laboratorní diagnostice, v lékařské péči a v jakékoli jiné oblasti související se zdravím.

Lékařská biologie nabízí širokou škálu technologických a vědeckých přístupů, které mohou sahat od diagnostiky in vitro po genovou terapii. Tato biologická disciplína aplikuje různé principy, kterými se řídí přírodní vědy v lékařské praxi.

Mycobacterium tuberculosis. Zdroj: NIAID na Flickru. [Public domain], prostřednictvím Wikimedia Commons

Za tímto účelem odborníci provádějí výzkum různých patofyziologických procesů s přihlédnutím od molekulárních interakcí k integrálnímu fungování organismu.

Biomedicína tedy nabízí nové alternativy týkající se výroby léků s nižšími toxickými hladinami. Stejným způsobem přispívá k včasné diagnostice nemocí a jejich léčbě..

Příklady aplikací biologie v medicíně

Selektivní léčba astmatu

Předpokládalo se, že SRS-A (pomalu reagující látka anafylaxe) hraje důležitou roli při astmatu, což je stav, který tolik trápí člověka..

Následná šetření zjistila, že tato látka je směsí leukotrienu C4 (LTC4), leukotrienu E4 (LTE4) a leukotrienu D4 (LTD4). Tyto výsledky otevřely dveře nové selektivní léčbě astmatu.

Práce byla zaměřena na identifikaci molekuly, která specificky blokovala působení LTD4 v plicích, čímž se zabránilo zúžení dýchacích cest.

Ve výsledku byly vyvinuty léky obsahující modifikátory leukotrienu pro použití v terapiích astmatu..

Selektivita a protizánětlivé léky

Nesteroidní protizánětlivé léky (NSAID) se již dlouho používají při léčbě artritidy. Hlavním důvodem je jeho vysoká účinnost blokující účinky kyseliny arachidonové, která se nachází v enzymu cyklooxygenáza (COX)..

Když je však účinek COX potlačen, brání také jeho funkci jako gastrointestinálního ochránce. Nedávné studie naznačují, že cyklooxygenáza je tvořena rodinou enzymů, kde 2 z jejích členů mají velmi podobné vlastnosti: CO-1 a COX-2.

COX-1 má gastroprotektivní účinek, inhibicí tohoto enzymu se ztrácí ochrana střevního traktu. Základní požadavek nového léku by byl zaměřen na selektivní inhibici COX-2, aby se dosáhlo stálosti obou funkcí: ochranné a protizánětlivé.

Odborníkům se podařilo izolovat molekulu, která selektivně útočí na COX-2, takže nový lék nabízí obě výhody; protizánětlivý prostředek, který nezpůsobuje poškození trávicího traktu.

Alternativní způsoby podávání léků

Tradiční způsoby podávání pilulek, sirupů nebo injekcí vyžadují, aby se chemická látka dostala do krevního oběhu a aby byla rozptýlena po celém těle..

Problém nastává, když se objeví vedlejší účinky v tkáních nebo orgánech, pro které lék nebyl určen, se zhoršením toho, že by se tyto příznaky mohly objevit před dosažením požadované terapeutické úrovně..

V případě tradiční léčby nádoru na mozku musí mít lék mnohem vyšší koncentraci než obvykle, kvůli hematoencefalickým bariérám. V důsledku těchto dávek mohou být vedlejší účinky vysoce toxické.

Pro dosažení lepších výsledků vyvinuli vědci biomateriál skládající se z polymerního zařízení. To je biokompatibilní a pomalu se rozpouští uvolňováním léku. V případě nádoru na mozku je nádor odstraněn a jsou vloženy polymerní disky, které jsou tvořeny chemoterapeutickým léčivem..

Dávka tedy bude přesně podle potřeby a bude uvolňována v postiženém orgánu, což výrazně sníží možné vedlejší účinky v jiných systémech těla..

Proteinové hydrogely ke zvýšení účinnosti injekční terapie kmenovými buňkami

U terapie založené na kmenových buňkách je důležité, aby množství dodávané pacientovi bylo klinicky přiměřené. Kromě toho musí být jeho životaschopnost udržována na místě..

Nejméně invazivní způsob dodávání kmenových buněk je přímá injekce. Tato možnost však nabízí pouze 5% životaschopnost buněk..

Za účelem uspokojení klinických potřeb vyvinuli specialisté zeštíhlující a samoléčebný systém, který zahrnuje dva proteiny, které se samy sestavují do hydrogelů.

Pokud se tento hydrogelový systém podává společně s terapeutickými buňkami, očekává se zlepšení životaschopnosti buněk v těch místech, kde dochází k ischemii tkáně..

Používá se také v případě onemocnění periferních tepen, kde je prioritou udržení životaschopnosti buněk, které umožňují průtok krve v dolních končetinách

Zinek k útoku na buňky produkující inzulín

Injekce inzulínu působí kontrolou příznaků cukrovky. Vědci navrhují působit přímo na beta buňky pankreatu, které generují inzulín. Klíčem může být afinita těchto buněk k zinku.

Beta buňky akumulují zinek asi 1 000krát více než zbytek buněk, které tvoří okolní tkáně. Tato vlastnost se používá k jejich identifikaci a selektivní aplikaci léků, které podporují jejich regeneraci..

Za tímto účelem vědci spojili chelatační činidlo zinku s lékem, který regeneruje beta buňky. Výsledek naznačuje, že lék se také fixoval na beta buňky, což způsobilo jejich množení..

V testu na potkanech se beta buňky regenerovaly asi o 250% více než jiné buňky.

NGAL jako prediktor akutního poškození ledvin

Lipokalin spojený s neutrofilní želatinázou, známý pod zkratkou NGAL, je protein používaný jako biomarker. Jeho funkcí je detekovat akutní poškození ledvin u jedinců se srpkovitými buňkami. U těchto typů pacientů měření v séru pravděpodobně předpovídalo nástup onemocnění.

Poruchy ledvin, jako je zvýšený kreatinin a močovina, jsou jednou z komplikací srpkovité anémie. Výzkum sdružuje NGAL s nefropatií u pacientů s diabetem 2. typu.

Díky tomu je NGAL citlivým a důležitým nástrojem v klinickém prostředí kvůli jeho nízké ceně, snadnému přístupu a dostupnosti..

Kromě toho se jedná o citlivý biomarker, který přispívá k včasné detekci s velmi širokým rozsahem pro rutinní hodnocení během léčby srpkovité anémie..

Vitamin D, inhibitor růstu Mycobacterium tuberkulóza

Tuberkulóza je primárně plicní onemocnění spojené s Mycobacterium tuberculosis. Progrese onemocnění bude záviset na reakci imunitního systému, jehož účinnost je ovlivněna vnějšími a vnitřními faktory, jako je genetika..

Mezi vnější faktory patří fyziologický a nutriční stav pacienta. Studie naznačují, že nedostatek vitaminu D může přímo souviset se sníženou regulací imunitního systému.

Tímto způsobem jsou imunomodulační akce uvedeného systému zapnuty M. tuberculosis. Zvýšená šance na tuberkulózu mohla souviset s nízkou hladinou vitaminu D..

Klinický význam naznačuje, že antituberkulózní léčba indukovaná vitaminem D3 může působit jako doplněk léčby tuberkulózy

Reference

  1. Atere AD, Ajani OF, Akinbo DB, Adeosun OA, Anombem OM (2018). Sérové ​​hladiny lipokalinu souvisejícího s neutrofilní gelatinázou (NGAL) jako prediktor akutního poškození ledvin u subjektů srpkovitých buněk. J Biomedicínské. Obnoveno z jbiomeds.com
  2. Campbell, K. K. (1988) Chemiluminiscence. Principy a aplikace v biologii a medicíně. Web ETDE. Obnoveno z osti.gov.
  3. Smith RC1, Rhodes SJ. (2000). Aplikace vývojové biologie v medicíně a živočišné výrobě. Obnoveno z ncbi.nlm.nih.go
  4. Ngan Huang, Sarah Heilshorn (2019). Proteinem upravené hydrogely pro lepší účinnost injekční terapie založené na kmenových buňkách u myšího modelu pro periferní arteriální onemocnění Stanfordská univerzita. Obnoveno z chemh.stanford.edu.
  5. Nathan Collins (2018) .Výzkumníci používají zinek k cílení buněk produkujících inzulín pomocí regenerativního léčiva. Stanfordská Univerzita. Obnoveno z chemh.stanford.edu.
  6. Národní centrum pro biotechnologické informace (NCBI) (2003). Beyond the Molecular Frontier: Challenges for Chemistry and Chemical Engineering. Převzato z: ncbi.nlm.nih.gov
  7. Soni P, Shivangi, Meena LS (2018) Vitamin D-An imunitní modulátor a inhibitor růstu Mycobacterium Tuberculosis H37Rv. Journal of Molecular Biology and Biothecnology. Obnoveno z imedpub.com.

Zatím žádné komentáře