7 Bioloogia rakendused meditsiinis

The bioloogia rakendused meditsiinis on kõik need praktilised vahendid, mida biomeditsiin pakub laborite diagnostikas, arstiabis ja mis tahes muul tervisega seotud alal.

Meditsiinibioloogia pakub laia valikut tehnoloogilisi ja teaduslikke lähenemisviise, mis võivad ulatuda in vitro diagnostikast kuni geeniteraapiani. See bioloogia distsipliin rakendab erinevaid põhimõtteid, mis reguleerivad loodusteadusi meditsiinipraktikas.

Selleks viivad spetsialistid läbi erinevate füsiopatoloogiliste protsesside uurimise, võttes arvesse molekulaarseid koostoimeid organismi tervikliku toimimisega..

Seega pakub biomeditsiin narkootikumide loomisega võrreldes uusi alternatiive, mille toksilisus on madalam. Samuti aitab see kaasa haiguste varajasele diagnoosimisele ja nende ravile.

Meditsiinilise bioloogia rakenduse näited

Astma selektiivne ravi

Varem arvati, et SRS-A (anafülaksia aeglaselt reageeriv aine) mängis olulist rolli astmas, seisundis, mis mõjutab inimesi.

Järgnevad uuringud näitasid, et see aine on segu leukotrieeni C4 (LTC4), leukotrieen E4 (LTE4) ja leukotrieeni D4 (LTD4) vahel. Need tulemused avasid ukse uutele astma valikulistele ravimeetoditele.

Tööde eesmärk oli tuvastada molekul, mis blokeerib spetsiifiliselt LTD4 toimet kopsudes, vältides seeläbi hingamisteede ahenemist..

Selle tulemusena töötati välja leukotrieeni modifikaatoreid sisaldavad ravimid, et neid saaks kasutada astma ravis..

Selektiivsus ja põletikuvastased ravimid

Mittesteroidseid põletikuvastaseid ravimeid (NSAID-sid) on artriidi ravis kasutatud pikka aega. Peamine põhjus on selle suur efektiivsus, mis blokeerib arahhidoonhappe toimed tsüklooksügenaasi (COX) ensüümis..

Kui COX-i toime on pärsitud, takistab see ka selle funktsiooni seedetrakti kaitsjana. Hiljutised uuringud näitavad, et tsüklooksügenaasi moodustab ensüümide perekond, kus 2 selle liikmest on väga sarnased omadused: CO-1 ja COX-2.

COX-1-l on gastroprotektiivne toime, inhibeerides seda ensüümi, kaob soolestiku kaitse. Uue ravimi põhiline nõue oleks COX-2 selektiivne inhibeerimine, et saavutada mõlema funktsiooni püsivus: kaitsev ja põletikuvastane.

Spetsialistidel õnnestus isoleerida molekul, mis selektiivselt ründab COX-2, nii et uus ravim pakub mõlemat kasu; põletikuvastane aine, mis ei põhjusta kahjustusi seedetrakti tasandil.

Alternatiivsed meetodid ravimite manustamisel

Traditsioonilised meetodid pillide, siirupite või süstide manustamiseks nõuavad kemikaali sisenemist vereringesse, et see oleks kogu organismis hajutatud..

Probleem tekib siis, kui kõrvaltoimeid esineb kudedes või organites, millele ravim ei olnud mõeldud, raskendava asjaoluna, et need sümptomid võivad ilmneda enne soovitud terapeutilise taseme saavutamist..

Aju tavapärase kasvaja ravi korral peab ravimi kontsentratsioon veres-aju barjääride tõttu olema tavalisest palju kõrgem. Nende annuste tagajärjel võivad kõrvaltoimed olla väga toksilised.

Paremate tulemuste saavutamiseks on teadlased välja töötanud biomaterjali, mis koosneb polümeersest seadmest. See on bioloogiliselt sobiv ja lahustub aeglaselt, vabastades ravimi. Ajukasvaja puhul eemaldatakse kasvaja ja sisestatakse polümeermaterjalid, mille moodustavad kemoterapeutiline ravim..

Seega on annus täpselt selline, mis on vajalik ja vabastatakse kahjustatud elundis, vähendades oluliselt organismi teistes süsteemides esinevaid võimalikke kõrvaltoimeid..

Valgu hüdrogeelid, et parandada tüvirakkude süstimise ravi efektiivsust

Tüvirakkudel põhineval ravil on oluline, et patsiendile manustatud kogus oleks kliiniliselt piisav. Lisaks on vaja säilitada selle elujõulisus in situ.

Vähim invasiivne viis tüvirakkude varustamiseks on otsene süstimine. Kuid see valik pakub ainult 5% rakkude elujõulisust.

Kliiniliste vajaduste rahuldamiseks on spetsialistid välja töötanud hõrenemise ja enesehooldamise süsteemi, mis koosneb kahest proteiinist, mis ise koonduvad hüdrogeelidesse.

Kui seda hüdrogeelide süsteemi manustatakse koos terapeutiliste rakkudega, siis eeldatakse, et see parandab rakkude elujõulisust nendes kohtades, kus eksisteerib koeisheemia..

Seda kasutatakse ka perifeerse arteriaalse haiguse korral, kus on esmatähtis säilitada rakkude elujõulisus, mis võimaldab verevoolu alumistesse jäsemetesse

Tsink, et rünnata insuliini tootvaid rakke

Insuliini süstimine toimib diabeedi sümptomite kontrolli all. Teadlased pakuvad otsest toimet insuliini tekitanud kõhunäärme beetarakkudele. Võti võiks olla nende rakkude afiinsus tsingi suhtes.

Beetarakud koguvad tsinki umbes 1000 korda rohkem kui ülejäänud rakud, mis moodustavad ümbritsevad kuded. Seda omadust kasutatakse selleks, et oleks võimalik neid identifitseerida ja rakendada selektiivselt nende regenereerimist soodustavaid ravimeid.

Selleks sidusid uurijad tsinkkelaativa aine ravimiga, mis regenereerib beeta rakke. Tulemus näitab, et ravim oli ka beetarakkudes fikseeritud, põhjustades selle paljunemise.

Rottidel läbi viidud testis regenereerisid beeta-rakud umbes 250% rohkem kui teised rakud.

NGAL kui ägeda neerukahjustuse ennustaja

Neutrofiilide želatinaasiga seotud lipokaliin, mida tuntakse lühendiga NGAL, on biomarkerina kasutatav valk. Selle ülesanne on tuvastada sirge rakkudega akuutsed neerukahjustused. Sellist tüüpi patsientide puhul näitas seerumi mõõtmine tõenäoliselt haiguse algust.

Neeruhäired, näiteks kreatiniini ja uurea suurenemine, on sirprakulise haiguse üks tüsistusi. Teadlased seostavad NGAL-i nefropaatiaga patsientidel, kellel on II tüüpi diabeet.

See muudab NGALi kliinilise valdkonna tundlikuks ja oluliseks vahendiks, kuna see on odav, lihtne juurdepääs ja kättesaadavus.

Lisaks on see tundlik biomarker, mis aitab kaasa varajase avastamise võimalikkusele väga laiaulatusliku rutiinse hindamise korral sirprakulise haiguse ravi ajal..

D - vitamiin, kasvu inhibiitor Mycobacterium tuberkuloos

Tuberkuloos on peamiselt kopsuhaigus Mycobacterium tuberculosis. Haiguse areng sõltub immuunsüsteemi reaktsioonist, mille efektiivsust mõjutavad välised ja sisemised tegurid, nagu näiteks geneetika..

Väliste tegurite sees on patsiendi füsioloogiline ja toiteväärtus. Uuringud näitavad, et D-vitamiini puudus võib olla otseselt seotud immuunsüsteemi regulatsiooni halvenemisega.

Sel viisil mõjutatakse nimetatud süsteemi immunomoduleerivaid toimeid M. tuberculosis. Tuberkuloosi suurenemise võimalus võib olla seotud D-vitamiini madala tasemega.

Kliiniline tähtsus näitab, et D3-vitamiini poolt põhjustatud antituberkuloosiravi võib toimida tuberkuloosi raviks.

Viited

1. Atere AD, Ajani OF, Akinbo DB, Adeosun OA, Anombem OM (2018). Neutrofiilide želatinaasiga seotud lipokaliini (NGAL) seerumi tasemed ägeda neerukahjustuse ennustajana sirpurakkudel. J Biomedical. Taastati jbiomeds.com-st
2. Campbell, A K. (1988) Chemiluminescence. Bioloogia ja meditsiini põhimõtted ja rakendused. ETDE veeb. Taastatud osti.gov.
3. Smith RC1, Rhodes SJ. (2000). Arengubioloogia rakendused meditsiinis ja loomakasvatuses. Taastati ncbi.nlm.nih.go
4. Ngan Huang, Sarah Heilshorn (2019). Valgusisaldusega hüdrogeelid tüvirakkudel põhineva süstimise teraapia paremaks kasutamiseks perifeerse arteriaalse haiguse hiire mudelis Stanfordi ülikoolis. Välja otsitud kemh.stanford.edust.
5. Nathan Collins (2018) Uurijad kasutavad tsinki, et ravida regeneratiivse ravimiga insuliini tootvaid rakke. Stanfordi ülikool. Välja otsitud kemh.stanford.edust.
6. Riiklik biotehnoloogia teabe keskus (NCBI) (2003). Molekulaarpiiri ees: keemia ja keemiatööstuse väljakutsed. Välja võetud: ncbi.nlm.nih.gov
7. Soni P, Shivangi, Meena LS (2018) D-vitamiini immuunmodulaator ja Mycobacterium Tuberculosis H37Rv kasvu inhibiitor. Journal of Molecular Biology and Biotechnology. Taastati imedpub.com-st.