7 Aplikasi biologi dalam perubatan

The aplikasi biologi dalam bidang perubatan adalah semua alat praktikal yang ditawarkan oleh bioperubatan dalam diagnostik makmal, dalam rawatan perubatan dan di kawasan lain yang berkaitan dengan kesihatan.

Biologi perubatan menawarkan pelbagai pendekatan teknologi dan saintifik, yang boleh terdiri daripada diagnostik in vitro untuk terapi gen. Disiplin biologi ini memohon pelbagai prinsip yang mentadbir sains semula jadi dalam amalan perubatan.

Untuk ini, pakar menjalankan penyiasatan terhadap proses fisiologi yang berbeza, dengan mengambil kira dari interaksi molekul kepada fungsi integral organisma.

Oleh itu, bioperubatan menawarkan alternatif novel berhubung dengan penciptaan ubat-ubatan, dengan tahap toksik yang lebih rendah. Ia juga menyumbang kepada diagnosis awal penyakit dan rawatan mereka.

Contoh aplikasi biologi dalam bidang perubatan

Terapi selektif untuk asma

Sebelum ini difikirkan bahawa SRS-A (bahan yang bertindak balas perlahan anafilaksis) memainkan peranan penting dalam asma, suatu keadaan yang menimpa manusia.

Penyiasatan berikutnya menentukan bahawa bahan ini adalah campuran antara leukotriena C4 (LTC4), leukotriena E4 (LTE4) dan leukotriena D4 (LTD4). Keputusan ini membuka pintu kepada rawatan selektif baru untuk asma.

Kerja-kerja ini bertujuan untuk mengenal pasti molekul yang secara khusus menyekat tindakan LTD4 di dalam paru-paru, dengan itu mencegah penyempitan saluran pernafasan.

Akibatnya, ubat-ubatan yang mengandungi pengubah leukotriena diuraikan, supaya mereka boleh digunakan dalam terapi asma.

Pemilihan dan ubat anti-radang

Nonsteroidal anti-radang dadah (NSAIDs) telah digunakan untuk masa yang lama dalam rawatan arthritis. Sebab utama adalah keberkesanan yang tinggi menghalang kesan-kesan asid arakidonik, yang terletak di enzim cyclooxygenase (COX).

Walau bagaimanapun, apabila kesan COX terhalang, ia juga menghalang fungsinya sebagai pelindung gastrointestinal. Kajian terbaru menunjukkan bahawa cyclooxygenase dibentuk oleh keluarga enzim, di mana 2 daripada ahli-ahlinya mempunyai ciri-ciri yang sangat serupa: CO-1 dan COX-2.

COX-1 mempunyai kesan gastroprotektif, dengan menghalang enzim ini perlindungan saluran usus hilang. Keperluan asas ubat baru ini adalah dengan menghalang COX-2 secara selektif, untuk mencapai kewujudan kedua-dua fungsi: perlindungan dan anti-radang.

Para pakar berjaya mengasingkan molekul yang secara selektif menyerang COX-2, jadi ubat baru menawarkan kedua-dua manfaat; anti-radang yang tidak menyebabkan luka di peringkat gastrousus.

Kaedah alternatif dalam pentadbiran ubat-ubatan

Kaedah tradisional dalam pentadbiran pil, syrup atau suntikan memerlukan bahawa bahan kimia memasuki aliran darah, disebarkan ke seluruh tubuh.

Masalah timbul apabila kesan sampingan berlaku di tisu atau organ yang mana ubat tidak dimaksudkan, dengan keadaan yang memburukkan gejala-gejala ini dapat muncul sebelum tahap terapeutik yang diinginkan..

Dalam kes rawatan tradisional tumor di otak, dadah mesti mempunyai kepekatan lebih tinggi daripada biasa, disebabkan oleh halangan otak darah. Akibat dos ini, kesan sampingan boleh menjadi sangat toksik.

Untuk mencapai hasil yang lebih baik, para saintis telah membangunkan satu biomaterial yang terdiri daripada alat polimer. Ini bersesuaian dan larut perlahan-lahan melepaskan dadah. Dalam kes tumor otak, tumor dikeluarkan dan cakera polimer dimasukkan, yang terbentuk oleh ubat kemoterapi..

Oleh itu, dos akan tepat yang diperlukan dan akan dikeluarkan di organ yang terjejas, dengan ketara mengurangkan kemungkinan kesan sampingan dalam sistem lain organisma.

Hidrogel protein untuk meningkatkan keberkesanan terapi suntikan sel stem

Dalam terapi berasaskan sel stem, adalah penting bahawa jumlah yang diberikan kepada pesakit secara klinikal adalah mencukupi. Di samping itu, perlu mengekalkan daya majunya di situ.

Cara paling invasif untuk membekalkan sel stem adalah suntikan langsung. Walau bagaimanapun, pilihan ini hanya menawarkan daya maju sel 5%.

Untuk memenuhi keperluan klinikal, pakar telah membangunkan sistem penipisan dan penyembuhan diri yang terdiri daripada dua protein yang berkumpul sendiri menjadi hidrogel.

Apabila sistem hidrogel ini ditadbir, bersama-sama dengan sel-sel terapeutik, ia dijangka akan meningkatkan daya maju sel dalam laman-laman di mana iskemia tisu wujud.

Ia juga digunakan dalam kes penyakit arteri periferi, di mana ia adalah keutamaan untuk mengekalkan daya maju sel-sel yang membolehkan aliran darah di bahagian bawah kaki

Zink untuk menyerang sel-sel penghasil insulin

Suntikan insulin berfungsi dengan mengawal gejala diabetes. Para penyelidik mencadangkan untuk bertindak secara langsung di sel beta pankreas yang menghasilkan insulin. Kuncinya boleh menjadi pertalian sel-sel ini untuk zink.

Sel beta mengumpul seng kira-kira 1,000 kali lebih banyak daripada sel-sel lain yang membentuk tisu-tisu sekitarnya. Ciri-ciri ini dieksploitasi untuk dapat mengenalpasti dan memilih ubat-ubatan yang menggalakkan pertumbuhan semula mereka.

Untuk ini, para penyelidik mengaitkan agen chelating zink ke ubat yang menyalin semula sel beta. Hasilnya menunjukkan bahawa ubat itu juga tetap di dalam sel beta, menyebabkan pendarabannya.

Dalam ujian yang dilakukan pada tikus, sel-sel betas tumbuh kira-kira 250% lebih banyak daripada sel-sel lain.

NGAL sebagai peramal kecederaan buah pinggang akut

Lipocalin yang berkaitan dengan neutrophil gelatinase, yang dikenali dengan akronim NGAL, adalah protein yang digunakan sebagai biomarker. Fungsinya adalah untuk mengesan kecederaan buah pinggang akut pada individu dengan sel sabit. Dalam pesakit jenis ini, pengukuran serum mungkin meramalkan permulaan penyakit.

Gangguan buah pinggang, seperti peningkatan kreatinin dan urea, adalah salah satu daripada komplikasi penyakit sel sabit. Penyelidikan mengaitkan NGAL dengan nefropati pada pesakit yang mempunyai diabetes jenis 2.

Ini menjadikan NGAL alat yang sensitif dan penting dalam bidang klinikal, kerana kosnya yang rendah, akses mudah dan ketersediaannya.

Di samping itu, ia adalah biomarker sensitif yang menyumbang kepada pengesanan awal, dengan jangkauan yang sangat luas untuk penilaian rutin, semasa pengurusan penyakit sel sabit.

Vitamin D, perencat pertumbuhan Mycobacterium tuberkulosis

Tuberkulosis terutamanya penyakit paru-paru yang berkaitan Mycobacterium tuberculosis. Kemajuan penyakit ini bergantung pada respon sistem kekebalan tubuh, yang keberkesanannya dipengaruhi oleh faktor luar dan internal, seperti genetik.

Di dalam faktor luaran adalah status fisiologi dan pemakanan pesakit. Kajian menunjukkan bahawa kekurangan vitamin D mungkin berkaitan langsung dengan kemerosotan dalam peraturan sistem imun.

Dengan cara ini, tindakan imunomodulator sistem tersebut akan terjejas M. tuberculosis. Kemungkinan peningkatan tuberkulosis yang berkontrak mungkin berkaitan dengan tahap vitamin D yang rendah.

Kaitan klinikal menunjukkan bahawa terapi antituberculosis yang disebabkan oleh vitamin D3 boleh bertindak sebagai tambahan kepada rawatan batuk kering

Rujukan

1. Atere AD, Ajani OF, Akinbo DB, Adeosun OA, Anombem OM (2018). Tahap Serum Neutrophil Gelatinase-Associated Lipocalin (NGAL) sebagai Predictor Kecederaan Ginjal Akut di Subjek Sel Sickle. J Biomedical. Pulih daripada jbiomeds.com
2. Campbell, A K. (1988) Chemiluminescence. Prinsip dan aplikasi dalam biologi dan perubatan. ETDE Web. Dipulihkan dari osti.gov.
3. Smith RC1, Rhodes SJ. (2000). Aplikasi biologi perkembangan perubatan dan pertanian haiwan. Pulih daripada ncbi.nlm.nih.go
4. Ngan Huang, Sarah Heilshorn (2019). Hidrogel yang Direkayasa Protein untuk Keberkesanan Peningkatan Terapi Suntikan Berbasis Sel Stem dalam Model Murine untuk Penyakit Arteri Peripheral Stanford universiti. Diperolehi daripada chemh.stanford.edu.
5. Nathan Collins (2018). Penyelidik menggunakan zink untuk menyasarkan sel-sel penghasil insulin dengan ubat regeneratif. Universiti Stanford. Diperolehi daripada chemh.stanford.edu.
6. Pusat Kebangsaan Maklumat Bioteknologi (NCBI) (2003). Di luar Molecular Frontier: Cabaran untuk Kimia dan Kejuruteraan Kimia. Diambil dari: ncbi.nlm.nih.gov
7. Soni P, Shivangi, Meena LS (2018) Vitamin D-An Immune Modulator dan Pertumbuhan Perencat Mycobacterium Tuberculosis H37Rv. Jurnal Biologi Molekul dan Bioteknologi. Pulih dari imedpub.com.