7 Anvendelser af biologi i medicin

3450
Philip Kelley

Det anvendelser af biologi inden for medicin er alle de praktiske værktøjer, der tilbydes af biomedicin i laboratoriediagnostik, i medicinsk behandling og inden for ethvert andet sundhedsrelateret område.

Medicinsk biologi tilbyder en bred vifte af teknologiske og videnskabelige tilgange, som kan variere fra in vitro-diagnostik til genterapi. Denne disciplin af biologi anvender de forskellige principper, der styrer naturvidenskaberne i medicinsk praksis.

Mycobacterium tuberculosis. Kilde: NIAID på Flickr. [Offentligt domæne] via Wikimedia Commons

Til dette udfører specialisterne undersøgelser af de forskellige patofysiologiske processer under hensyntagen fra de molekylære interaktioner til organismenes integrerede funktion.

Således tilbyder biomedicin nye alternativer med hensyn til oprettelse af stoffer med lavere toksiske niveauer. På samme måde bidrager det til den tidlige diagnose af sygdomme og deres behandling..

Eksempler på anvendelser af biologi inden for medicin

Selektiv terapi for astma

SRS-A (langsomt reagerende stof af anafylaksi) blev tidligere anset for at spille en vigtig rolle i astma, en tilstand der rammer mennesker så meget.

Efterfølgende undersøgelser fastslog, at dette stof er en blanding mellem leukotrien C4 (LTC4), leukotrien E4 (LTE4) og leukotrien D4 (LTD4). Disse resultater åbnede dørene for nye selektive behandlinger for astma.

Arbejdet var rettet mod at identificere et molekyle, der specifikt blokerede virkningen af ​​LTD4 i lungerne og således undgik indsnævring af luftvejene..

Som et resultat blev der udviklet medikamenter indeholdende leukotrienmodifikatorer til brug i astmabehandlinger..

Selektivitet og antiinflammatoriske lægemidler

Ikke-steroide antiinflammatoriske lægemidler (NSAID'er) har længe været brugt til behandling af gigt. Hovedårsagen er dens høje effektivitet, der blokerer virkningerne af arachidonsyre, der er placeret i enzymet cyclooxygenase (COX)..

Men når effekten af ​​COX hæmmes, forhindrer den også dens funktion som en gastrointestinal beskytter. Nylige undersøgelser viser, at cyclooxygenase består af en familie af enzymer, hvor 2 af dets medlemmer har meget ens egenskaber: CO-1 og COX-2.

COX-1 har en gastrobeskyttende virkning ved at hæmme dette enzym går beskyttelsen af ​​tarmkanalen tabt. Det grundlæggende krav til det nye lægemiddel ville være orienteret om selektivt at hæmme COX-2 for at opnå varigheden af ​​begge funktioner: beskyttende og antiinflammatorisk.

Specialisterne formåede at isolere et molekyle, der selektivt angriber COX-2, så det nye lægemiddel giver begge fordele; et antiinflammatorisk middel, der ikke forårsager gastrointestinale skader.

Alternative metoder til lægemiddeladministration

Traditionelle metoder til administration af piller, sirupper eller injektioner kræver, at kemikaliet kommer ind i blodbanen og spredes gennem kroppen..

Problemet opstår, når bivirkninger forekommer i væv eller organer, som lægemidlet ikke var beregnet til, med den forværring, at disse symptomer kunne forekomme, før det ønskede terapeutiske niveau er opnået..

I tilfælde af traditionel behandling af hjernesvulst skal lægemidlet have en meget højere koncentration end normalt på grund af blod-hjerne-barrierer. Som en konsekvens af disse doser kan bivirkningerne være meget giftige.

For at opnå bedre resultater har forskere udviklet et biomateriale, der består af en polymer enhed. Dette er biokompatibelt og opløses langsomt og frigiver stoffet. I tilfælde af hjernetumor fjernes tumoren, og polymere skiver, der består af et kemoterapeutisk lægemiddel, indsættes..

Doseringen vil således være nøjagtigt som krævet og frigives i det berørte organ, hvilket reducerer de mulige bivirkninger i andre kropssystemer betydeligt..

Proteinhydrogeler for at øge effekten af ​​stamcelleindsprøjtningsterapi

I stamcellebaseret terapi er det vigtigt, at den tilførte mængde til patienten er klinisk tilstrækkelig. Derudover skal dets levedygtighed opretholdes på stedet..

Den mindst invasive måde at levere stamceller er direkte injektion. Denne mulighed tilbyder dog kun 5% cellelevedygtighed..

For at imødekomme kliniske behov har specialister udviklet et slankende og selvhelbredende system, der består af to proteiner, der selv samles til hydrogeler.

Når dette hydrogel-system administreres sammen med de terapeutiske celler, forventes det at forbedre cellelevedygtigheden på de steder, hvor der er vævsiskæmi..

Det bruges også i tilfælde af perifer arteriel sygdom, hvor det er en prioritet at opretholde levedygtigheden af ​​cellerne, der tillader blodgennemstrømning i underekstremiteterne

Zink til at angribe insulinproducerende celler

Insulininjektion virker ved at kontrollere symptomerne på diabetes. Forskerne foreslår at handle direkte på betacellerne i bugspytkirtlen, der genererer insulin. Nøglen kan være affiniteten af ​​disse celler til zink.

Betaceller akkumulerer zink ca. 1.000 gange mere end resten af ​​cellerne, der udgør det omgivende væv. Denne egenskab bruges til at identificere dem og selektivt anvende lægemidler, der fremmer deres regenerering..

Til dette forbandt forskerne et zinkchelaterende middel til et lægemiddel, der regenererer betaceller. Resultatet indikerer, at stoffet også fikseres på betaceller, hvilket får dem til at formere sig..

I en test på rotter regenererede betaceller ca. 250% mere end andre celler.

NGAL som en forudsigelse for akut nyreskade

Lipocalin associeret med neutrofil gelatinase, kendt under akronymet NGAL, er et protein, der anvendes som en biomarkør. Dens funktion er at opdage akut nyreskade hos personer med seglceller. Hos disse typer patienter forudsagde serummåling muligvis sygdommens begyndelse.

Nyrelidelser, såsom øget kreatinin og urinstof, er en af ​​komplikationerne ved seglcellesygdom. Research Associates NGAL med nefropati hos patienter med type 2-diabetes.

Dette gør NGAL til et følsomt og vigtigt redskab i kliniske omgivelser 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 til rutinemæssig evaluering under styring af seglcellesygdom..

D-vitamin, væksthæmmer Mycobacterium tuberkulose

Tuberkulose er primært en lungesygdom forbundet med Mycobacterium tuberculosis. Sygdommens progression afhænger af immunsystemets respons, hvis effektivitet påvirkes af eksterne og interne faktorer, såsom genetik..

Blandt de eksterne faktorer er patientens fysiologiske og ernæringsmæssige status. Undersøgelser viser, at D-vitaminmangel kan være direkte relateret til nedsat regulering af immunsystemet.

På denne måde aktiveres det immunmodulerende virkning af systemet M. tuberculosis. Den øgede chance for at få tuberkulose kan være relateret til et lavt niveau af D-vitamin.

Klinisk relevans indikerer, at vitamin D3-induceret antituberkuløs terapi kan fungere som et supplement til tuberkulosebehandling

Referencer

  1. Atere AD, Ajani OF, Akinbo DB, Adeosun OA, Anombem OM (2018). Serumniveauer af neutrofil gelatinase-associeret lipocalin (NGAL) som forudsigende for akut nyreskade hos seglcelleemner. J Biomedicinsk. Gendannet fra jbiomeds.com
  2. Campbell, A K. (1988) Chemiluminescence. Principper og anvendelser inden for biologi og medicin. ETDE Web. Gendannet fra osti.gov.
  3. Smith RC1, Rhodes SJ. (2000). Anvendelser af udviklingsbiologi til medicin og dyre landbrug. Gendannet fra ncbi.nlm.nih.go
  4. Ngan Huang, Sarah Heilshorn (2019). Protein-konstruerede hydrogeler til forbedret effektivitet af stamcellebaseret injektionsbehandling i en murin model til perifer arteriel sygdom Stanford University. Gendannet fra chemh.stanford.edu.
  5. Nathan Collins (2018). Forskere bruger zink til at målrette insulinproducerende celler med regenerativ medicin. Stanford universitet. Gendannet fra chemh.stanford.edu.
  6. National Center for Biotechnology Information (NCBI) (2003). Beyond the Molecular Frontier: Udfordringer for kemi og kemiteknik. Hentet fra: ncbi.nlm.nih.gov
  7. Soni P, Shivangi, Meena LS (2018) Vitamin D-en immunmodulator og væksthæmmer af Mycobacterium Tuberculosis H37Rv. Journal of Molecular Biology and Biothecnology. Gendannet fra imedpub.com.

Endnu ingen kommentarer