Дял:
7 Приложения на биологията в медицината
на приложения на биологията в медицината са всички тези практически инструменти, предлагани от биомедицината в лабораторната диагностика, в медицинските грижи и във всяка друга област, свързана със здравето.
Медицинската биология предлага широк спектър от технологични и научни подходи, които могат да варират от ин витро диагностика до генна терапия. Тази дисциплина на биологията прилага разнообразието от принципи, които управляват естествените науки в медицинската практика.
За тази цел специалистите извършват изследвания на различните физиопатологични процеси, като вземат предвид от молекулярните взаимодействия до цялостното функциониране на организма..
По този начин биомедицината предлага нови алтернативи във връзка със създаването на лекарства с по-ниски токсични нива. Той също така допринася за ранната диагностика на заболяванията и тяхното лечение.
Примери за приложение на биологията в медицината
Селективна терапия за астма
Преди това се смяташе, че SRS-A (бавно реагиращо вещество на анафилаксия) играе важна роля в астмата, състояние, което засяга хората.
Последващите изследвания установиха, че това вещество е смес между левкотриен С4 (LTC4), левкотриен Е4 (LTE4) и левкотриен D4 (LTD4). Тези резултати отвориха вратите за нови селективни лечения за астма.
Работата е насочена към идентифициране на молекула, която специфично блокира действието на LTD4 в белите дробове, като по този начин предотвратява стесняване на дихателните пътища.
В резултат на това бяха разработени лекарства, съдържащи модификатори на левкотриен, така че те да могат да се използват при терапии на астма.
Селективност и противовъзпалителни лекарства
Нестероидните противовъзпалителни средства (НСПВС) се използват дълго време при лечението на артрит. Основната причина е високата му ефективност, блокираща ефектите на арахидоновата киселина, намираща се в ензима циклооксигеназа (COX).
Въпреки това, когато ефектът на СОХ се инхибира, той също предотвратява неговата функция като стомашно-чревен протектор. Последните изследвания показват, че циклооксигеназата се формира от семейство ензими, където 2 от неговите членове имат много сходни характеристики: CO-1 и COX-2..
COX-1 има гастропротективен ефект, като инхибира този ензим и се губи защитата на чревния тракт. Основното изискване на новото лекарство е селективното инхибиране на СОХ-2, за да се постигне постоянството на двете функции: защитно и противовъзпалително..
Специалистите успяха да изолират молекула, която селективно атакува COX-2, така че новото лекарство предлага и двете ползи; противовъзпалително, което не причинява лезии на стомашно-чревно ниво.
Алтернативни методи при прилагане на лекарства
Традиционните методи за прилагане на хапчета, сиропи или инжекции изискват химикалът да влезе в кръвния поток, да се разпръсне в тялото..
Проблемът възниква, когато страничните ефекти възникват в тъканите или органите, към които лекарството не е предназначено, с утежняващото обстоятелство, че тези симптоми могат да се появят преди да се постигне желаното терапевтично ниво..
В случай на традиционно лечение на тумор в мозъка, лекарството трябва да има концентрация, много по-висока от обичайната, поради кръвно-мозъчните бариери. Като последица от тези дози, страничните ефекти могат да бъдат силно токсични.
За да постигнат по-добри резултати, учените са разработили биоматериал, който се състои от полимерно устройство. Това е биосъвместимо и се разтваря бавно, освобождавайки лекарството. В случай на мозъчен тумор, туморът се отстранява и се поставят полимерни дискове, които се образуват от химиотерапевтично лекарство..
По този начин, дозата ще бъде точно такава, каквато се изисква и ще бъде освободена в засегнатия орган, значително намалявайки възможните странични ефекти в други системи на организма..
Протеинови хидрогелове за подобряване на ефикасността на терапията с инжектиране на стволови клетки
При терапията на база стволови клетки е важно количеството, дадено на пациента, да бъде клинично адекватно. Освен това е необходимо да се запази неговата жизнеспособност in situ.
Най-слабо инвазивният начин за доставяне на стволови клетки е директното инжектиране. Тази опция обаче предлага само 5% жизнеспособност на клетките.
За да отговорят на клиничните нужди, специалистите са разработили система за изтъняване и самолечение, състояща се от два протеина, които се самосглобяват в хидрогелове.
Когато се прилага тази система от хидрогелове, заедно с терапевтичните клетки, се очаква да подобри клетъчната жизнеспособност в тези места, където съществува тъканна исхемия..
Използва се и в случай на периферно артериално заболяване, където приоритетно е да се поддържа жизнеспособността на клетките, които позволяват притока на кръв в долните крайници
Цинкът атакува инсулин-продуциращи клетки
Инжектирането на инсулин действа чрез контролиране на симптомите на диабета. Изследователите предлагат да действат директно върху бета-клетките на панкреаса, които генерират инсулин. Ключът може да бъде афинитета на тези клетки към цинка.
Бета-клетките натрупват цинк около 1000 пъти повече от останалите клетки, които образуват околните тъкани. Тази характеристика се използва, за да може да се идентифицират и селективно да се прилагат лекарства, които насърчават тяхното възстановяване.
За тази цел изследователите свързват цинковия хелатиращ агент с лекарство, което регенерира бета-клетките. Резултатът показва, че лекарството също е фиксирано в бета клетките, което води до неговото размножаване.
При тест на плъхове бета клетките се регенерират с около 250% повече от другите клетки.
NGAL като предиктор за остра бъбречна травма
Липокалин, свързан с неутрофилна желатиназа, известна с акронима NGAL, е протеин, използван като биомаркер. Неговата функция е да открива остра бъбречна травма при индивиди със сърповидни клетки. При този тип пациенти, измерването на серума вероятно предвижда началото на заболяването.
Бъбречни заболявания, като повишен креатинин и урея, са едно от усложненията на сърповидно-клетъчната болест. Изследванията свързват NGAL с нефропатия при пациенти с диабет тип 2.
Това прави NGAL чувствителен и важен инструмент в клиничната област, поради ниската си цена, лесен достъп и наличност.
В допълнение, това е чувствителен биомаркер, който допринася за ранно откриване с много широк обхват за рутинна оценка по време на лечението на сърповидно-клетъчна болест..
Витамин D, инхибитор на растежа на микробактериален туберкулоза
Туберкулозата е основно свързано с белодробно заболяване Mycobacterium tuberculosis. Напредъкът на заболяването ще зависи от реакцията на имунната система, чиято ефективност се влияе от външни и вътрешни фактори, като генетика.
В рамките на външните фактори са физиологичният и хранителен статус на пациента. Проучванията показват, че дефицитът на витамин D може да бъде пряко свързан с влошаването на регулацията на имунната система.
По този начин имуномодулаторните действия на споменатата система M. tuberculosis. Повишената възможност за заразяване с туберкулоза може да бъде свързана с ниско ниво на витамин D.
Клиничната значимост показва, че предизвиканата от витамин D3 антитуберкулозна терапия може да действа като допълнение към лечението на туберкулоза.
препратки
- Atere AD, Ajani OF, Akinbo DB, Adeosun OA, Anombem OM (2018). Серумни нива на липокалин (NGAL), свързан с неутрафил-желатиназа (NGAL), като предиктор на острата бъбречна травма в сърповидните клетки. J Biomedical. Възстановен от jbiomeds.com
- Campbell, A K. (1988) Chemiluminescence. Принципи и приложения в биологията и медицината. ETDE Web. Възстановен от osti.gov.
- Smith RC1, Родос SJ. (2000 г.). Приложения на биологията на развитието в медицината и животновъдството. Възстановен от ncbi.nlm.nih.go
- Ngan Huang, Sarah Heilshorn (2019). Протеин-инженерни хидрогелове за подобряване на ефикасността на инжектиране с инжектиране на стволови клетки в миши модел за периферно артериално заболяване Станфордски университет. Изтеглено от chemh.stanford.edu.
- Nathan Collins (2018) Изследователите използват цинк за насочване на инсулин-продуциращи клетки с регенеративно лекарство. Станфордския университет. Изтеглено от chemh.stanford.edu.
- Национален център за биотехнологична информация (NCBI) (2003). Отвъд молекулярната граница: предизвикателства за химията и химичното инженерство. Взето от: ncbi.nlm.nih.gov
- Soni P, Shivangi, Meena LS (2018) Витамин D-имунен модулатор и инхибитор на растежа на Mycobacterium Tuberculosis H37Rv. Вестник по молекулярна биология и биотехнология. Възстановен от imedpub.com.