- Példák a biológia alkalmazására az orvostudományban
- Szelektív terápia az asztma kezelésére
- Szelektivitás és gyulladáscsökkentő gyógyszerek
- A gyógyszer beadásának alternatív módszerei
- Fehérjehidrogélek az őssejt-injekciós terápia hatékonyságának fokozására
- Cink az inzulintermelő sejtek támadására
- Az NGAL mint az akut vese sérülés előrejelzője
- D-vitamin, Mycobacterium tuberculosis növekedésgátló
- Irodalom
A biológia alkalmazásai az orvostudományban azok a gyakorlati eszközök, amelyeket a biomedicina kínál a laboratóriumi diagnosztikában, az orvosi ellátásban és az egészséggel kapcsolatos bármely más területen.
Az orvosi biológia széles körű technológiai és tudományos megközelítést kínál, amelyek in vitro diagnosztikától a génterápiáig terjedhetnek. A biológia ezen tudományága a természettudományokat az orvosi gyakorlatban szabályozó alapelvek sokféleségét alkalmazza.
Mycobacterium tuberculosis. Forrás: NIAID a Flickr-en., a Wikimedia Commonson keresztül
Ennek érdekében a szakemberek elvégzik a különféle patofiziológiai folyamatok vizsgálatát, figyelembe véve a molekuláris kölcsönhatásokat és a szervezet integrált működését.
Így a biomedicina új alternatívákat kínál a gyógyszerek előállításához, alacsonyabb toxikus szintekkel. Hozzájárul a betegségek korai diagnosztizálásához és kezelésükhöz.
Példák a biológia alkalmazására az orvostudományban
Szelektív terápia az asztma kezelésére
Az SRS-A-t (az anafilaxia lassan reagáló anyagát) korábban úgy gondolták, hogy fontos szerepet játszik az asztmában, amely állapot annyira sújtja az embereket.
A későbbi vizsgálatok megállapították, hogy ez az anyag a C4 leukotrién (LTC4), az E4 leukotrién (LTE4) és a D4 (LTD4) keverék. Ezek az eredmények nyitották az asztalt az asztma új szelektív kezelésének.
A munka célja egy olyan molekula azonosítása volt, amely kifejezetten blokkolja az LTD4 hatását a tüdőben, elkerülve ezzel a légutak szűkülését.
Ennek eredményeként leukotrién módosítókat tartalmazó gyógyszereket fejlesztettek ki az asztmaterápiákban történő alkalmazásra.
Szelektivitás és gyulladáscsökkentő gyógyszerek
A nem szteroid gyulladáscsökkentő gyógyszereket (NSAID-ok) már régóta használják az ízületi gyulladás kezelésére. Ennek fő oka a ciklooxigenáz (COX) enzimben található arachidonsav hatásainak magas hatékonysága.
Ha azonban a COX hatása gátolódik, ez megakadályozza a gyomor-bél védő funkcióját is. A legújabb tanulmányok azt mutatják, hogy a ciklooxigenáz enzimek egy családjából áll, amelyeknek 2 tagja nagyon hasonló tulajdonságokkal rendelkezik: CO-1 és COX-2.
A COX-1 gyomorvédő hatással rendelkezik, ezen enzim gátlásával elveszíti a bélrendszer védelmét. Az új gyógyszer alapvető követelménye arra irányul, hogy szelektíven gátolja a COX-2-et, mindkét funkció tartós elérése érdekében: védő és gyulladásgátló.
A szakembereknek sikerült olyan molekulát izolálni, amely szelektíven támadja meg a COX-2-t, tehát az új gyógyszer mindkét előnyt kínál; gyulladásgátló, amely nem okoz gyomor-bélrendszeri károsodást.
A gyógyszer beadásának alternatív módszerei
A tabletták, szirupok vagy injekciók beadásának hagyományos módszerei megkövetelik, hogy a vegyi anyag bekerüljön a véráramba, és a testben szétszóródjon.
A probléma akkor merül fel, amikor olyan mellékhatások jelentkeznek olyan szövetekben vagy szervekben, amelyekben a gyógyszert nem szánják, azzal a súlyosbodással, hogy ezek a tünetek még a kívánt terápiás szint elérése előtt megjelenhetnek.
Az agydaganat hagyományos kezelése esetén a gyógyszernek a vér-agy gátak miatt sokkal magasabb koncentrációban kell lennie, mint általában. Ezen adagok következményeként a mellékhatások nagyon mérgezőek lehetnek.
A jobb eredmények elérése érdekében a tudósok kifejlesztettek egy biológiai anyagot, amely egy polimer eszközből áll. Ez biokompatibilis és lassan feloldódik, felszabadítva a gyógyszert. Agydaganat esetén a daganatot eltávolítják és polimer korongokat helyeznek be, amelyek kemoterápiás gyógyszerből állnak.
Így az adagolás pontosan a szükséges lesz, és felszabadul az érintett szervben, jelentősen csökkentve a többi testrendszer lehetséges mellékhatásait.
Fehérjehidrogélek az őssejt-injekciós terápia hatékonyságának fokozására
Az őssejt-alapú terápia során fontos, hogy a betegnek szállított mennyiség klinikailag megfelelő legyen. Ezenkívül fenn kell tartani életképességét in situ.
Az őssejtek szállításának legkevésbé invazív módja a közvetlen injektálás. Ez a lehetőség azonban a sejtek életképességének csak 5% -át kínálja.
A klinikai igények kielégítése érdekében a szakemberek karcsúsító és öngyógyító rendszert fejlesztettek ki, amely két fehérjét tartalmaz, amelyek önmagában hidrogélekké alakulnak.
Amikor ezt a hidrogél rendszert adják be a terápiás sejtekkel együtt, várhatóan javítja a sejtek életképességét azokon a helyeken, ahol a szöveti ischaemia fennáll.
Perifériás artériás betegségek esetén is alkalmazzák, ahol prioritás az alsó végtagokban a véráramot lehetővé tevő sejtek életképességének fenntartása.
Cink az inzulintermelő sejtek támadására
Az inzulin injekció a cukorbetegség tüneteinek csökkentésével működik. A kutatók javasolják, hogy közvetlenül hatjanak a hasnyálmirigy béta-sejtjeire, amelyek inzulint generálnak. A kulcs lehet ezen sejtek affinitása a cink iránt.
A béta-sejtek kb. 1000-szer akkumulálnak a cinket, mint a környező szöveteket alkotó többi sejt. Ezt a tulajdonságot használják azonosításukra és szelektív gyógyszerek alkalmazására, amelyek elősegítik a regenerációjukat.
Ennek érdekében a kutatók a cink kelátképző szert egy béta-sejteket regeneráló gyógyszerhez kötötték. Az eredmény azt jelzi, hogy a gyógyszer béta-sejteken is rögzül, és szaporodást okoz.
Patkányokban végzett vizsgálat során a béta-sejtek mintegy 250% -kal regenerálódtak, mint más sejtek.
Az NGAL mint az akut vese sérülés előrejelzője
A neutrofil zselatinázzal társított lipocalin, amelyet NGAL rövidítéssel ismert, biomarkerként használt protein. Feladata a sarlósejtekben szenvedő személyek akut vesekárosodásának felismerése. Az ilyen típusú betegeknél a szérummérés előre jelezheti a betegség kezdetét.
A vese rendellenességei, mint például a megnövekedett kreatinin és karbamid, a sarlósejt-betegség egyik szövődménye. A kutatás az NGAL-t a nephropathiával társítja 2-es típusú cukorbetegek esetén.
Ez az NGAL-t érzékeny és fontos eszközzé teszi a klinikai környezetben, alacsony költségének, könnyű hozzáférhetőségének és rendelkezésre állásának köszönhetően.
Ezenkívül ez egy érzékeny biomarker, amely hozzájárul a korai felismeréshez, nagyon széles a rutin értékeléshez, a sarlósejtes betegség kezelése során.
D-vitamin, Mycobacterium tuberculosis növekedésgátló
A tuberkulózis elsősorban a Mycobacterium tuberculosishoz társuló tüdőbetegség. A betegség progressziója az immunrendszer válaszától függ, amelynek hatékonyságát befolyásolják külső és belső tényezők, például a genetika.
A külső tényezők között szerepel a beteg élettani és táplálkozási állapota. A tanulmányok azt mutatják, hogy a D-vitaminhiány közvetlenül kapcsolódhat az immunrendszer káros szabályozásához.
Ily módon az említett rendszer immunmoduláló hatása az M. tuberculosis-ra lesz hatással. A tuberkulózis megnövekedett esélye az alacsony D-vitamin szinttel kapcsolatos.
A klinikai relevancia azt jelzi, hogy a D3-vitamin által indukált tuberkulózis kezelés kiegészítheti a tuberkulózis kezelését
Irodalom
- Atere AD, Ajani OF, Akinbo DB, Adeosun OA, Anombem OM (2018). A neutrofil-zselatináz-asszociált lipocalin (NGAL) szérumszintje az akut vesekárosodás előrejelzője a sirályos sejtekben. J Biomedical. Helyreállítva a jbiomeds.com webhelyről
- Campbell, A. K. (1988) Chemiluminescence. Alapelvek és alkalmazások a biológiában és az orvostudományban. ETDE Web. Helyreállítva az osti.gov-tól.
- Smith RC1, Rhodes SJ. (2000). A fejlődő biológia alkalmazásai az orvostudományban és az állati mezőgazdaságban. Helyreállítva az ncbi.nlm.nih.go webhelyről
- Ngan Huang, Sarah Heilshorn (2019). Fehérje-alapú hidrogélek az őssejt-alapú injekciós terápia jobb hatékonyságához egérmodellben perifériás artériás betegség esetén, a Stanfordi Egyetem. Helyreállítva a chemh.stanford.edu webhelyről.
- Nathan Collins (2018). A kutatók cinket használnak az inzulintermelő sejtek megcélzására regeneráló gyógyszerrel. Stanford Egyetem. Helyreállítva a chemh.stanford.edu webhelyről.
- Országos Biotechnológiai Információs Központ (NCBI) (2003). A molekuláris határon túl: A kémia és a vegyipar kihívásai. Feltöltve: ncbi.nlm.nih.gov
- Soni P, Shivangi, Meena LS (2018) D-vitamin-immunmodulátor és a Mycobacterium Tuberculosis H37Rv növekedésgátlója. Journal of Molecular Biology and Biothecnology. Helyreállítva az imedpub.com webhelyről.