7 ПРИМЕНЕНИЕ БИОЛОГИИ В МЕДИЦИНЕ - БИОЛОГИЯ - 2025

В области применения биологии в медицине все те практические инструменты , которые предлагает биомедицина в лабораторной диагностики, в медицинской помощи и в любой другой области , связанные со здоровьем.

Медицинская биология предлагает широкий спектр технологических и научных подходов, которые могут варьироваться от диагностики in vitro до генной терапии. Эта дисциплина биологии применяет множество принципов, регулирующих естественные науки в медицинской практике.

Mycobacterium tuberculosis. Источник: NIAID на Flickr. , через Wikimedia Commons

Для этого специалисты проводят исследования различных патофизиологических процессов, учитывая от молекулярных взаимодействий до целостного функционирования организма.

Таким образом, биомедицина предлагает новые альтернативы созданию лекарств с более низким уровнем токсичности. Таким же образом он способствует ранней диагностике заболеваний и их лечению.

Примеры применения биологии в медицине

Селективная терапия астмы

Ранее считалось, что SRS-A (медленно реагирующее вещество анафилаксии) играет важную роль при астме, состоянии, от которого так страдают люди.

Последующие исследования показали, что это вещество представляет собой смесь лейкотриена C4 (LTC4), лейкотриена E4 (LTE4) и лейкотриена D4 (LTD4). Эти результаты открыли двери для новых селективных методов лечения астмы.

Работа была направлена ​​на идентификацию молекулы, которая специфически блокирует действие LTD4 в легких, предотвращая тем самым сужение дыхательных путей.

В результате были разработаны препараты, содержащие модификаторы лейкотриенов, для использования в терапии астмы.

Селективность и противовоспалительные препараты

Нестероидные противовоспалительные препараты (НПВП) давно используются для лечения артрита. Основная причина заключается в его высокой эффективности в блокировании действия арахидоновой кислоты, находящейся в ферменте циклооксигеназе (ЦОГ).

Однако, когда действие ЦОГ подавляется, это также препятствует его функции в качестве протектора желудочно-кишечного тракта. Недавние исследования показывают, что циклооксигеназа состоит из семейства ферментов, два из которых имеют очень похожие характеристики: CO-1 и COX-2.

ЦОГ-1 обладает гастропротекторным действием, ингибируя этот фермент, теряется защита кишечного тракта. Основное требование к новому лекарству будет направлено на избирательное ингибирование ЦОГ-2 для достижения постоянства обеих функций: защитной и противовоспалительной.

Специалистам удалось выделить молекулу, которая избирательно атакует ЦОГ-2, так что новый препарат имеет оба преимущества; противовоспалительное средство, не вызывающее поражения желудочно-кишечного тракта.

Альтернативные способы введения лекарств

Традиционные методы приема таблеток, сиропов или инъекций требуют, чтобы химическое вещество попало в кровоток и распространилось по всему телу.

Проблема возникает, когда побочные эффекты возникают в тканях или органах, для которых лекарство не предназначено, с усугублением того, что эти симптомы могут появиться до достижения желаемого терапевтического уровня.

В случае традиционного лечения опухоли головного мозга препарат должен иметь гораздо более высокую концентрацию, чем обычно, из-за гематоэнцефалического барьера. Вследствие этих доз побочные эффекты могут быть очень токсичными.

Чтобы добиться лучших результатов, ученые разработали биоматериал, состоящий из полимерного устройства. Он биосовместим и медленно растворяется, высвобождая лекарство. В случае опухоли головного мозга опухоль удаляется и вставляются полимерные диски, состоящие из химиотерапевтического препарата.

Таким образом, дозировка будет точно такой, как требуется, и будет высвобождена в пораженный орган, что значительно снизит возможные побочные эффекты в других системах организма.

Белковые гидрогели для повышения эффективности терапии инъекциями стволовых клеток

В терапии на основе стволовых клеток важно, чтобы доставляемое пациенту количество было клинически адекватным. Кроме того, необходимо поддерживать его жизнеспособность in situ.

Наименее инвазивный способ доставки стволовых клеток - прямая инъекция. Однако этот вариант предлагает только 5% жизнеспособности клеток.

Чтобы удовлетворить клинические потребности, специалисты разработали систему для похудения и самовосстановления, которая включает два белка, которые самостоятельно собираются в гидрогели.

Когда эту гидрогелевую систему вводят вместе с терапевтическими клетками, ожидается, что она улучшит жизнеспособность клеток в тех участках, где существует ишемия ткани.

Он также используется в случае заболевания периферических артерий, когда приоритетом является поддержание жизнеспособности клеток, обеспечивающих кровоток в нижних конечностях.

Цинк для атаки инсулин-продуцирующих клеток

Инъекция инсулина помогает контролировать симптомы диабета. Исследователи предлагают воздействовать непосредственно на бета-клетки поджелудочной железы, вырабатывающие инсулин. Ключом может быть сродство этих клеток к цинку.

Бета-клетки накапливают цинка примерно в 1000 раз больше, чем остальные клетки, составляющие окружающие ткани. Эта характеристика используется для их выявления и выборочного применения препаратов, способствующих их регенерации.

Для этого исследователи связали хелатирующий агент цинк с лекарством, регенерирующим бета-клетки. Результат указывает на то, что препарат также фиксируется на бета-клетках, заставляя их размножаться.

В тесте, проведенном на крысах, бета-клетки регенерировали примерно на 250% больше, чем другие клетки.

NGAL как предиктор острого повреждения почек

Липокалин, связанный с желатиназой нейтрофилов, известный под аббревиатурой NGAL, представляет собой белок, используемый в качестве биомаркера. Его роль заключается в обнаружении острого повреждения почек у людей с серповидными клетками. У этих типов пациентов измерение сыворотки, возможно, предсказывало начало заболевания.

Заболевания почек, такие как повышение уровня креатинина и мочевины, являются одним из осложнений серповидно-клеточной анемии. Исследования связывают NGAL с нефропатией у пациентов с диабетом 2 типа.

Это делает NGAL чувствительным и важным инструментом в клинических условиях из-за его низкой стоимости, легкого доступа и доступности.

Кроме того, это чувствительный биомаркер, который способствует раннему обнаружению с очень широким диапазоном для рутинной оценки во время лечения серповидно-клеточной анемии.

Витамин D, ингибитор роста Mycobacterium tuberculosis

Туберкулез - это в первую очередь заболевание легких, связанное с Mycobacterium tuberculosis. Развитие болезни будет зависеть от реакции иммунной системы, на эффективность которой влияют внешние и внутренние факторы, такие как генетика.

К внешним факторам относятся физиологический статус и состояние питания пациента. Исследования показывают, что дефицит витамина D может быть напрямую связан с нарушением регуляции иммунной системы.

Таким образом, иммуномодулирующее действие указанной системы на M. tuberculosis будет затронуто. Повышенная вероятность заражения туберкулезом может быть связана с низким уровнем витамина D.

Клиническая значимость указывает на то, что противотуберкулезная терапия, вызванная витамином D3, может действовать как дополнение к лечению туберкулеза.

Ссылки

1. Атере А.Д., Аджани О.Ф., Акинбо Д.Б., Адеосун О.А., Аномбем О.М. (2018). Сывороточные уровни липокалина, связанного с желатиназой нейтрофилов (NGAL), как предиктор острой почечной недостаточности у пациентов с серповидноклеточными клетками. J Biomedical. Получено с jbiomeds.com
2. Кэмпбелл, А. К. (1988) Хемилюминесценция. Принципы и приложения в биологии и медицине. ETDE Web. Восстановлено с osti.gov.
3. Смит RC1, Родс SJ. (2000). Применение биологии развития в медицине и животноводстве. Восстановлено с ncbi.nlm.nih.go
4. Нган Хуанг, Сара Хейлшорн (2019). Белковые гидрогели для повышения эффективности инъекционной терапии на основе стволовых клеток на мышиной модели заболевания периферических артерий Стэнфордский университет. Восстановлено с сайта chemh.stanford.edu.
5. Натан Коллинз (2018 г.). Исследователи используют цинк для воздействия на продуцирующие инсулин клетки с помощью регенерирующего препарата. Стэндфордский Университет. Восстановлено с сайта chemh.stanford.edu.
6. Национальный центр биотехнологической информации (NCBI) (2003). За пределами молекулярных границ: проблемы химии и химической инженерии. Взято с: ncbi.nlm.nih.gov
7. Сони П., Шиванги, Мина Л.С. (2018) Витамин D-An иммунный модулятор и ингибитор роста Mycobacterium Tuberculosis H37Rv. Журнал молекулярной биологии и биотехнологии. Восстановлено с imedpub.com.