7 BIOLOGIJOS PRITAIKYMAS MEDICINOJE - BIOLOGIJA - 2025

Į biologijos programos medicinoje yra visi tie praktiniai įrankiai, biomedicinos pasiūlymai laboratorinės diagnostikos, medicinos priežiūros ir bet kurioje kitoje srityje, susijusių su sveikata.

Medicinos biologija siūlo platų technologinių ir mokslinių požiūrių spektrą, kuris gali svyruoti nuo diagnostikos in vitro iki genų terapijos. Ši biologijos disciplina taiko įvairius principus, kurie medicinos praktikoje reglamentuoja gamtos mokslus.

Mycobacterium tuberculosis. Šaltinis: NIAID „Flickr“. , per „Wikimedia Commons“

Tam specialistai atlieka įvairių patofiziologinių procesų tyrimus, atsižvelgdami į molekulinę sąveiką ir vientisą organizmo funkcionavimą.

Taigi biomedicina siūlo naujas alternatyvas kuriant vaistus, kurių toksiškumas yra mažesnis. Tuo pačiu būdu jis prisideda prie ankstyvos ligų diagnozavimo ir jų gydymo.

Biologijos taikymo medicinoje pavyzdžiai

Atrankinė astmos terapija

Anksčiau buvo manoma, kad SRS-A (lėtai reaguojanti į anafilaksiją medžiaga) vaidina svarbų vaidmenį sergant astma - tokia liga, kuria tiek daug kenčia žmonės.

Vėlesni tyrimai nustatė, kad ši medžiaga yra mišinys tarp leukotrieno C4 (LTC4), leukotrieno E4 (LTE4) ir leukotrieno D4 (LTD4). Šie rezultatai atvėrė duris naujam selektyviam astmos gydymui.

Darbu buvo siekiama nustatyti molekulę, kuri specialiai blokavo LTD4 veikimą plaučiuose, taip išvengiant kvėpavimo takų susiaurėjimo.

Dėl to buvo sukurti vaistai, turintys leukotrieno modifikatorių, skirti naudoti astmos terapijoje.

Selektyvumas ir priešuždegiminiai vaistai

Nesteroidiniai vaistai nuo uždegimo (NVNU) ilgą laiką buvo naudojami gydant artritą. Pagrindinė priežastis yra didelis efektyvumas blokuojant arachidono rūgšties, esančios fermente ciklooksigenazę (COX), poveikį.

Tačiau kai slopinamas COX poveikis, tai taip pat neleidžia jo, kaip virškinimo trakto, funkcijai. Naujausi tyrimai rodo, kad ciklooksigenazę sudaro fermentų šeima, kur 2 jos nariai pasižymi labai panašiomis savybėmis: CO-1 ir COX-2.

COX-1 pasižymi skrandžio apsauginiu poveikiu, slopindamas šį fermentą praranda žarnyno apsaugą. Pagrindinis naujojo vaisto reikalavimas būtų orientuotas į selektyvų COX-2 slopinimą, kad būtų išlaikytos abi funkcijos: apsauginės ir priešuždegiminės.

Specialistams pavyko išskirti molekulę, kuri selektyviai puola COX-2, todėl naujasis vaistas turi tiek pranašumų; priešuždegiminis, nesukeliantis virškinimo trakto pažeidimų.

Alternatyvūs vaistų vartojimo būdai

Tradiciniai tablečių, sirupų ar injekcijų vartojimo metodai reikalauja, kad cheminė medžiaga patektų į kraują ir pasiskirstytų visame kūne.

Problema iškyla, kai šalutinis poveikis pasireiškia audiniuose ar organuose, kuriems vaistas nebuvo skirtas, ir sustiprėja, kad šie simptomai gali pasireikšti dar nepasiekus norimo terapinio lygio.

Tradicinio smegenų auglio gydymo atveju dėl kraujo-smegenų barjerų vaisto koncentracija turi būti daug didesnė nei įprasta. Dėl šių dozių šalutinis poveikis gali būti labai toksiškas.

Siekdami geresnių rezultatų, mokslininkai sukūrė biomedžiagą, kurią sudaro polimerinis įtaisas. Tai yra biologiškai suderinama ir ištirpsta lėtai atpalaiduodama vaistą. Smegenų naviko atveju navikas pašalinamas ir įdedami polimeriniai diskai, sudaryti iš chemoterapinio vaisto.

Taigi dozės bus tiksliai tokios, kokių reikia, ir jos bus išleidžiamos paveiktame organe, žymiai sumažindamos galimą šalutinį poveikį kitose kūno sistemose.

Baltymų hidrogeliai padidina kamieninių ląstelių injekcijos terapijos efektyvumą

Kamieninių ląstelių terapijoje svarbu, kad pacientui būtų tiekiama pakankamai kliniškai. Be to, būtina išlaikyti jo gyvybingumą vietoje.

Mažiausias invazinis būdas pristatyti kamienines ląsteles yra tiesioginė injekcija. Tačiau ši galimybė suteikia tik 5% ląstelių gyvybingumo.

Siekdami patenkinti klinikinius poreikius, specialistai sukūrė lieknėjimo ir savaiminio išgijimo sistemą, kurią sudaro du baltymai, kurie patys susideda į hidrogelius.

Kai ši hidrogelio sistema bus skiriama kartu su terapinėmis ląstelėmis, tikimasi, kad pagerės ląstelių gyvybingumas tose vietose, kur yra audinių išemija.

Jis taip pat naudojamas sergant periferinių arterijų liga, kai prioritetas yra išlaikyti ląstelių, leidžiančių kraujoti apatinėse galūnėse, gyvybingumą.

Cinkas puola insuliną gaminančias ląsteles

Insulino injekcija kontroliuoja diabeto simptomus. Tyrėjai siūlo tiesiogiai veikti kasos beta ląsteles, generuojančias insuliną. Svarbiausias dalykas galėtų būti šių ląstelių afinitetas cinkui.

Beta ląstelės sukaupia cinko apie 1000 kartų daugiau nei likusios ląstelės, sudarančios aplinkinius audinius. Ši savybė naudojama jiems atpažinti ir selektyviai taikyti vaistus, skatinančius jų atsinaujinimą.

Norėdami tai padaryti, tyrėjai susiejo cinko kompleksą su vaistu, kuris regeneruoja beta ląsteles. Rezultatas rodo, kad vaistas taip pat įsitvirtino beta ląstelėse, sukeldamas jų dauginimąsi.

Su žiurkėmis atliktame bandyme beta ląstelės atsinaujino apie 250% daugiau nei kitos ląstelės.

NGAL kaip ūminio inksto pažeidimo prognozė

Su neutrofilų želatinaze susijęs lipokalinas, žinomas akronimu NGAL, yra baltymas, naudojamas kaip biologinis žymeklis. Jos vaidmuo yra nustatyti ūminį inksto sužalojimą asmenims, turintiems pjautuvo ląsteles. Šių tipų pacientams serumo matavimas galėjo numatyti ligos pradžią.

Inkstų sutrikimai, tokie kaip padidėjęs kreatinino ir karbamido kiekis, yra viena pjautuvinių ląstelių ligos komplikacijų. Tyrimai NGAL sieja su nefropatija pacientams, sergantiems 2 tipo cukriniu diabetu.

Tai daro NGAL jautriu ir svarbiu įrankiu klinikinėje aplinkoje dėl mažų kainų, lengvos prieigos ir prieinamumo.

Be to, tai jautrus biomarkeris, padedantis nustatyti ankstyvą diagnozę, turint labai platų įprasto įvertinimo diapazoną, gydant pjautuvinių ląstelių ligą.

Vitaminas D, Mycobacterium tuberculosis augimo inhibitorius

Tuberkuliozė visų pirma yra plaučių liga, susijusi su Mycobacterium tuberculosis. Ligos progresavimas priklausys nuo imuninės sistemos reakcijos, kurios veiksmingumui įtakos turi išoriniai ir vidiniai veiksniai, tokie kaip genetika.

Tarp išorinių veiksnių yra paciento fiziologinė ir mitybinė būklė. Tyrimai rodo, kad vitamino D trūkumas gali būti tiesiogiai susijęs su sutrikusiu imuninės sistemos reguliavimu.

Tokiu būdu bus paveikti minėtos sistemos imunomoduliaciniai poveikiai M. tuberculosis. Padidėjusi tikimybė užsikrėsti tuberkulioze gali būti susijusi su mažu vitamino D kiekiu.

Klinikinė svarba rodo, kad vitamino D3 sukeltas antituberkuliozinis gydymas gali būti priedas prie gydymo nuo tuberkuliozės.

Nuorodos

1. Atere AD, Ajani OF, Akinbo DB, Adeosun OA, Anombem OM (2018). Neutrofilų, susijusių su želatinaze, lipokalino (NGAL), sergančio ūmaus inksto sužalojimo pjautuvo pavidalo ląstelėmis, lygiai. J biomedicina. Atgauta iš jbiomeds.com
2. Campbell, A K. (1988) Chemiliuminescencija. Biologijos ir medicinos principai ir taikymas. ETDE žiniatinklis. Atgautas iš osti.gov.
3. „Smith RC1“, Rodo SJ. (2000). Vystymosi biologijos pritaikymas medicinoje ir gyvulininkystėje. Atkurta iš ncbi.nlm.nih.go
4. Nganas Huangas, Sarah Heilshorn (2019 m.). Baltymų inžineriniai hidrogeliai, skirti pagerinti kamieninių ląstelių injekcijos terapijos efektyvumą atliekant periferinių arterijų ligų pelių modelį Stanfordo universitete. Atkurta iš chemh.stanford.edu.
5. Nathanas Collinsas (2018). Tyrėjai naudoja cinką, kad nukreiptų insuliną gaminančias ląsteles su regeneraciniu vaistu. Stanfordo universitetas. Atkurta iš chemh.stanford.edu.
6. Nacionalinis biotechnologijų informacijos centras (NCBI) (2003). Už molekulinės sienos: chemijos ir chemijos inžinerijos iššūkiai. Paimta iš: ncbi.nlm.nih.gov
7. „Soni P“, „Shivangi“, „Meena LS“ (2018 m.) Vitaminas D-imuninės sistemos moduliatorius ir Mycobacterium Tuberculosis H37Rv augimo inhibitorius. Žurnalas apie molekulinę biologiją ir biotechnologiją. Atkurta iš imedpub.com.