7 יישומים של ביולוגיה ברפואה - ביולוגיה - 2025

יישומים של ביולוגיה ברפואה הם כל אותם כלים מעשיים הצעות ביו ב לאבחון במעבדה, בטיפול רפואי ובכל אזור אחר הקשור לבריאות.

הביולוגיה הרפואית מציעה מגוון רחב של גישות טכנולוגיות ומדעיות, העשויות לנוע בין אבחון חוץ גופני לטיפול גנטי. תחום ביולוגיה זה מיישם את מגוון העקרונות השולטים במדעי הטבע בפרקטיקה הרפואית.

שחפת Mycobacterium. מקור: NIAID ב- Flickr. באמצעות Wikimedia Commons

לשם כך, המומחים מבצעים בדיקות של התהליכים הפתופיזיולוגיים השונים, תוך התחשבות מהאינטראקציות המולקולריות לתפקוד האינטגרלי של האורגניזם.

כך, ביו-רפואה מציעה אלטרנטיבות חדשות ביחס ליצירת תרופות, עם רמות רעילות נמוכות יותר. זה גם תורם לאבחון מוקדם של מחלות וטיפול בהן.

דוגמאות ליישומים של ביולוגיה ברפואה

טיפול סלקטיבי לאסטמה

SRS-A (חומר המגיב לאט של אנפילקסיס) נחשב בעבר למלא תפקיד חשוב באסטמה, מצב שמאוד פוגע בבני אדם.

מחקירות שלאחר מכן נקבע כי חומר זה הוא תערובת בין לוקוטרין C4 (LTC4), לויקוטרין E4 (LTE4) ולוקוטרין D4 (LTD4). תוצאות אלה פתחו את הדלתות לטיפולים סלקטיביים חדשים לאסתמה.

העבודה נועדה לזהות מולקולה שחסמה באופן ספציפי את פעולתה של LTD4 בריאות, ובכך נמנעה מהיצרות דרכי הנשימה.

כתוצאה מכך, פותחו תרופות המכילות משתני leukotriene לשימוש בטיפולי אסתמה.

סלקטיביות ותרופות אנטי דלקתיות

תרופות נוגדות דלקת שאינן סטרואידיות (NSAIDs) משמשות זה מכבר לטיפול בדלקת פרקים. הסיבה העיקרית היא היעילות הגבוהה שלה בחסימת ההשפעות של חומצה ארכידונית, הממוקמת באנזים cyclooxygenase (COX).

עם זאת, כאשר מעכבים את השפעת ה- COX, הוא גם מונע את תפקודו כמגן ממערכת העיכול. מחקרים אחרונים מראים כי cyclooxygenase מורכב ממשפחת אנזימים, כאשר 2 מחבריה מאפיינים דומים מאוד: CO-1 ו- COX-2.

ל- COX-1 השפעה מגנתית, על ידי עיכוב האנזים הזה, אבודה ההגנה על דרכי המעי. הדרישה הבסיסית של התרופה החדשה תהיה מכוונת לעכב באופן סלקטיבי COX-2, כדי להשיג את הקביעות של שתי הפונקציות: מגן ואנטי דלקתי.

המומחים הצליחו לבודד מולקולה שתוקפת באופן סלקטיבי את COX-2, כך שהתרופה החדשה מציעה את שני היתרונות; נוגד דלקת שלא גורם לנזק במערכת העיכול.

שיטות אלטרנטיביות למתן תרופות

שיטות מסורתיות למתן כדורים, סירופים או זריקות מחייבות כימיקלים להיכנס לזרם הדם, לפיזורם בגוף.

הבעיה מתעוררת כאשר תופעות לוואי מתרחשות ברקמות או באיברים שתרופתם לא נועדה לתרופה, עם החמרה שתסמינים אלו יכולים להופיע לפני שהושגה הרמה הטיפולית הרצויה.

במקרה של טיפול מסורתי בגידול במוח, התרופה חייבת להיות בריכוז גבוה בהרבה מהרגיל, בגלל מחסומי דם-מוח. כתוצאה ממינונים אלה תופעות הלוואי עלולות להיות רעילות ביותר.

כדי להשיג תוצאות טובות יותר, מדענים פיתחו ביו-חומר המורכב מהתקן פולימרי. זה ביולוגי תואם ומתמוסס לאט משחרר את התרופה. במקרה של גידול במוח, הגידול מוסר ומוחדרים דיסקים פולימריים המורכבים מתרופה כימותרפיתית.

לפיכך, המינון יהיה בדיוק זה הנדרש וישוחרר באיבר הפגוע, ובכך להפחית במידה ניכרת את תופעות הלוואי האפשריות במערכות גוף אחרות.

הידרוגלים חלבונים כדי לשפר את היעילות של טיפול בהזרקת תאי גזע

בטיפול מבוסס תאי גזע חשוב שהכמות המועברת לחולה תהיה מספקת קלינית. יתר על כן, יש צורך לשמור על כדאיותו במקום.

הדרך הפחות פולשנית להעביר תאי גזע היא הזרקה ישירה. עם זאת, אפשרות זו מציעה כדאיות של 5% תאים בלבד.

על מנת לענות על צרכים קליניים, מומחים פיתחו מערכת הרזיה וריפוי עצמי המורכבת משני חלבונים המרכיבים עצמם להידרוגלים.

כאשר מנוהלת מערכת הידרוג'ל זו, בשילוב עם התאים הטיפוליים, היא צפויה לשפר את כדאיות התאים באתרים בהם קיימת איסכמיה של רקמות.

הוא משמש גם במקרה של מחלת עורקים היקפית, שם עדיפות לשמור על הכדאיות של התאים המאפשרים זרימת דם בגפיים התחתונות.

אבץ לתקוף תאים המייצרים אינסולין

הזרקת אינסולין פועלת על ידי שליטה בתסמיני הסוכרת. החוקרים מציעים לפעול ישירות על תאי הבטא של הלבלב המייצרים אינסולין. המפתח יכול להיות הזיקה של תאים אלה לאבץ.

תאי בטא צוברים אבץ פי 1000 יותר משאר התאים המרכיבים את הרקמות שמסביב. מאפיין זה משמש כדי לזהות אותם וליישם סלקטיבית תרופות המקדמות את התחדשותן.

לשם כך, החוקרים קישרו סוכן chelating אבץ לתרופה המחדשת את תאי הבטא. התוצאה מצביעה על כך שהתרופה מקובעת גם על תאי בטא, וגורמת להם להתרבות.

בבדיקה שנערכה על חולדות, תאי בטא התחדשו בכ- 250% יותר מתאים אחרים.

NGAL כמנבא לפגיעה בכליות חריפה

ליפוקלין הקשור לניטרופיל ג'לטינאז, הידוע בשם ראשי התיבות NGAL, הוא חלבון המשמש כסמן ביולוגי. תפקידה לגלות פגיעה בכליות חריפה אצל אנשים עם תאי מגל. בסוגים אלה של חולים, מדידת הסרום ניבאה אולי את תחילת המחלה.

הפרעות בכליות, כמו קריאטינין מוגבר ואוריאה, הן אחד הסיבוכים של מחלת תאי מגל. מחקרים מקשרים את NGAL לנפרופתיה בחולים עם סוכרת מסוג 2.

זה הופך את NGAL לכלי רגיש וחשוב במסגרת הקלינית, בגלל העלות הנמוכה, הגישה הקלה והזמינות שלו.

יתר על כן, מדובר בסמן ביולוגי רגיש התורם לגילוי מוקדם, עם טווח רחב מאוד להערכה שגרתית, במהלך הטיפול במחלת תאי מגל.

ויטמין D, מעכב גדילה בשחפת Mycobacterium

שחפת היא בעיקר מחלת ריאה הקשורה לשחפת Mycobacterium. התקדמות המחלה תהיה תלויה בתגובה של מערכת החיסון, אשר יעילותה מושפעת מגורמים חיצוניים ופנימיים, כמו גנטיקה.

בין הגורמים החיצוניים ניתן למצוא את המצב הפיזיולוגי והתזונתי של המטופל. מחקרים מצביעים על כך שמחסור בוויטמין D עשוי להיות קשור ישירות לפגיעה בוויסות מערכת החיסון.

בדרך זו, הפעולות החיסוניות של המערכת האמורה בנושא שחפת M. יושפעו. הסיכוי המוגבר לחלות בשחפת יכול להיות קשור לרמה נמוכה של ויטמין D.

הרלוונטיות הקלינית מצביעה על כך שטיפול אנטי-ברקולרי הנגרם על ידי ויטמין D3 יכול לשמש כתוספת לטיפול בשחפת.

הפניות

1. Atere AD, Ajani OF, Akinbo DB, Adeosun OA, Anombem OM (2018). רמות סרום של נויטרופיל ג'לטינזה הקשורה ליפוקלין (NGAL) כמנבא של פגיעה בכליות חריפה בנבדקים בתאי מגל. ג'י ביו-רפואי. התאושש מ- jbiomeds.com
2. קמפבל, א '(1988) כימילומינצנציה. עקרונות ויישומים בביולוגיה ורפואה. רשת ETDE. התאושש מ- osti.gov.
3. סמית RC1, רודוס ש.י. (2000). יישומים של ביולוגיה התפתחותית לרפואה וחקלאות בעלי חיים. התאושש מ- ncbi.nlm.nih.go
4. נגן הואנג, שרה היילשורן (2019). הידרוגלים בהנדסת חלבון לשיפור יעילותם של טיפול הזרקה על בסיס תאים בגזע במודל מורין למחלת עורקים היקפית באוניברסיטת סטנפורד. התאושש מ- chemh.stanford.edu.
5. נתן קולינס (2018). חוקרים משתמשים באבץ למיקוד לתאים המייצרים אינסולין עם תרופה מחדשת. אוניברסיטת סטנפורד. התאושש מ- chemh.stanford.edu.
6. המרכז הלאומי למידע ביוטכנולוגי (NCBI) (2003). מעבר לגבול המולקולרי: אתגרים לכימיה והנדסה כימית. נלקח מ: ncbi.nlm.nih.gov
7. Soni P, Shivangi, Meena LS (2018) ויטמין D- מעצב חיסון ומעכב צמיחה של Mycobacterium Tuberculosis H37Rv. כתב העת לביולוגיה מולקולרית וביו-אנקנולוגיה. התאושש מ- imedpub.com.