Del:
7 Anvendelser af biologi i medicin
den Anvendelser af biologi i medicin er alle de praktiske værktøjer, der tilbydes af biomedicin i laboratoriediagnostik, i lægehjælp og i ethvert andet område med relation til sundhed.
Medicinsk biologi tilbyder en bred vifte af teknologiske og videnskabelige tilgange, som kan spænde fra in vitro diagnostik til genterapi. Denne disciplin i biologi anvender de forskellige principper, der styrer naturvidenskaberne i lægepraksis.
Til dette formål udfører specialisterne undersøgelser af de forskellige fysiopatologiske processer, idet der tages hensyn til de molekylære interaktioner med organismens integrerende funktion.
Således tilbyder biomedicin nye alternativer i forhold til dannelsen af stoffer med lavere toksiske niveauer. Det bidrager også til den tidlige diagnose af sygdomme og deres behandling.
Anvendelseseksempler på biologi i medicin
Selektiv terapi til astma
Tidligere blev det antaget, at SRS-A (et langsomt reaktivt stof af anafylaksi) spillede en vigtig rolle i astma, en tilstand, der påvirker mennesker.
Efterfølgende undersøgelser fastslog, at dette stof er en blanding mellem leukotrien C4 (LTC4), leukotrien E4 (LTE4) og leukotrien D4 (LTD4). Disse resultater åbnet dørene for nye selektive behandlinger for astma.
Arbejderne var rettet mod at identificere et molekyle, der specifikt blokerer virkningen af LTD4 i lungerne og således forhindrer indsnævring af luftvejene.
Som følge heraf blev lægemidler indeholdende leukotrienmodifikatorer udarbejdet, således at de kan anvendes til astmapreparater.
Selektivitet og antiinflammatoriske lægemidler
Ikke-steroide antiinflammatoriske lægemidler (NSAID'er) har i lang tid været anvendt til behandling af arthritis. Den væsentligste årsag er dens høje effektivitet, der blokkerer virkningerne af arachidonsyre, der er placeret i enzymet cyclooxygenase (COX).
Men når COX's virkning hæmmes, forhindrer den også sin funktion som en gastrointestinal beskytter. Nylige undersøgelser tyder på, at cyclooxygenase dannes af en familie af enzymer, hvor 2 af dets medlemmer har meget lignende egenskaber: CO-1 og COX-2.
COX-1 har en gastroprotektiv virkning, ved at hæmme dette enzym er beskyttelsen af tarmkanalen tabt. Det grundlæggende krav i det nye lægemiddel ville være at selektivt hæmme COX-2 for at opnå varigheden af begge funktioner: beskyttende og antiinflammatorisk.
Specialisterne lykkedes at isolere et molekyle, der selektivt angriber COX-2, så det nye lægemiddel giver begge fordele; en anti-inflammatorisk, der ikke forårsager læsioner på mave-tarm-niveauet.
Alternative metoder til administration af medicin
Traditionelle metoder til administration af piller, sirupper eller injektioner kræver, at kemikaliet kommer ind i blodbanen, der skal spredes gennem kroppen.
Problemet opstår, når bivirkninger forekommer i væv eller organer, hvortil lægemidlet ikke var beregnet, med den skærpende omstændighed, at disse symptomer kunne forekomme, før det ønskede terapeutiske niveau opnås..
I tilfælde af den traditionelle behandling af en tumor i hjernen skal lægemidlet have en koncentration meget højere end normalt på grund af blod-hjerne barrierer. Som følge af disse doser kan bivirkningerne være yderst toksiske.
For at opnå bedre resultater har forskere udviklet et biomateriale, der består af en polymer enhed. Dette er biokompatibelt og opløses langsomt at frigive lægemidlet. I tilfælde af hjernetumoren fjernes tumoren og polymerskiver indsættes, som dannes af et kemoterapeutisk lægemiddel..
Dosis vil således være præcis det krævede og vil blive frigivet i det berørte organ, hvilket væsentligt reducerer de mulige bivirkninger i andre systemer af organismen.
Proteinhydrogeler for at forbedre effekten af stamcelleinjektionsbehandling
I stamcellebaseret terapi er det vigtigt, at den mængde, der gives til patienten, er klinisk tilstrækkelig. Derudover er det nødvendigt at opretholde sin levedygtighed in situ.
Den mindst invasive måde at levere stamceller på er direkte indsprøjtning. Denne mulighed tilbyder dog kun 5% celle levedygtighed.
For at imødekomme kliniske behov har specialister udviklet et system med udtynding og selvhelbredelse, der omfatter to proteiner, som selv samler sig ind i hydrogeler.
Når dette hydrogelsystem administreres sammen med de terapeutiske celler, forventes det at forbedre celle-levedygtighed på de steder, hvor vævs-iskæmi eksisterer.
Det anvendes også i tilfælde af en perifer arteriel sygdom, hvor det er prioriteret at opretholde levedygtigheden af de celler, der tillader blodgennemstrømning i underekstremiteterne
Zink til at angribe insulin producerende celler
Insulininjektion virker ved at kontrollere symptomerne på diabetes. Forskerne foreslår at handle direkte på beta cellerne i bugspytkirtlen, der genererer insulin. Nøglen kunne være affiniteten af disse celler til zink.
Betacellerne akkumulerer zink ca. 1000 gange mere end resten af cellerne, der danner de omgivende væv. Denne egenskab udnyttes til at identificere dem og selektivt anvende lægemidler, der fremmer deres regenerering.
Til dette forbød forskerne et zinkchelaterende middel til et lægemiddel, som regenererer betaceller. Resultatet indikerer, at lægemidlet også blev fikset i betacellerne, hvilket forårsagede dets multiplikation.
I en test udført på rotter regenererede beta-celler ca. 250% mere end andre celler.
NGAL som en forudsigelse for akut nyreskade
Lipocalin associeret med neutrofilt gelatinase, kendt af akronymet NGAL, er et protein, der anvendes som biomarkør. Dens funktion er at opdage akut nyreskade hos personer med seglceller. I denne type patienter forudsagde serummåling muligvis sygdomsudbruddet.
Nyreforstyrrelser, såsom forøget kreatinin og urinstof, er en af komplikationerne i seglcelle sygdom. Forskning associerer NGAL med nefropati hos de patienter, der har type 2 diabetes.
Dette gør NGAL til et følsomt og vigtigt værktøj på det kliniske område på grund af dets lave omkostninger, nem adgang og tilgængelighed.
Derudover er det en følsom biomarkør, der bidrager til tidlig påvisning, med en meget bred vifte for rutinevaluering under styring af seglcelle sygdom.
Vitamin D, væksthæmmer af Mycobacterium tuberkulose
Tuberkulose er hovedsagelig en lungesygdom forbundet med Mycobacterium tuberculosis. Sygdommens fremskridt afhænger af immunsystemets reaktion, hvis effektivitet påvirkes af eksterne og interne faktorer, såsom genetik.
Inden for de eksterne faktorer er patientens fysiologiske og ernæringsmæssige status. Undersøgelser tyder på, at vitamin D-mangel kan være direkte relateret til forringelsen af reguleringen af immunsystemet.
På denne måde vil de immunmodulerende virkninger af systemet blive påvirket M. tuberculosis. Den øgede mulighed for at indgå i tuberkulose kan være relateret til et lavt indhold af D-vitamin.
Klinisk relevans viser, at vitamin D3-induceret antituberkulosebehandling kan virke som et supplement til behandling af tuberkulose
referencer
- Atere AD, Ajani OF, Akinbo DB, Adeosun OA, Anombem OM (2018). Serumniveauer af neutrofilt gelatinase-associeret lipocalin (NGAL) som forudsigelse for akut nyreskade hos sigteceller. J Biomedicinsk. Genoprettet fra jbiomeds.com
- Campbell, A K. (1988) Chemiluminescence. Principper og anvendelser inden for biologi og medicin. ETDE Web. Genoprettet fra osti.gov.
- Smith RC1, Rhodes SJ. (2000). Anvendelser af udviklingsbiologi til medicin og dyr landbrug. Genoprettet fra ncbi.nlm.nih.go
- Ngan Huang, Sarah Heilshorn (2019). Protein-Engineered Hydrogels for forbedret effektivitet af stamcelle-baseret injektionsterapi i en murin model for perifere arterielle sygdomme Stanford University. Hentet fra chemh.stanford.edu.
- Nathan Collins (2018). Forskere bruger zink til at målrette insulinproducerende celler med regenerativt lægemiddel. Stanford University. Hentet fra chemh.stanford.edu.
- National Center for Bioteknologisk Information (NCBI) (2003). Ud over den molekylære grænse: Udfordringer for kemi og kemisk teknik. Modtaget fra: ncbi.nlm.nih.gov
- Soni P, Shivangi, Meena LS (2018) Vitamin D-En Immunmodulator og Vækstinhibitor af Mycobacterium Tuberculosis H37Rv. Journal of Molecular Biology and Biotechnology. Genoprettet fra imedpub.com.