7 ПРИМЕНА БИОЛОГИЈЕ У МЕДИЦИНИ - БИОЛОГИЈА - 2025

У примене биологије у медицини су сви они практични алат који Биомедицина понуде у лабораторијску дијагностику, у здравству и у било којој другој области које се односе на здравље.

Медицинска биологија нуди широк спектар технолошких и научних приступа, који могу варирати од ин витро дијагностике до генске терапије. Ова дисциплина биологије примењује различите принципе који управљају природним наукама у медицинској пракси.

Мицобацтериум туберцулосис. Извор: НИАИД на Флицкр-у. , путем Викимедиа Цоммонса

За то специјалисти спроводе истраживања различитих патофизиолошких процеса узимајући у обзир молекулске интеракције до интегралног функционисања организма.

Тако биомедицина нуди нове алтернативе у вези са стварањем лекова, са нижим нивоом токсичности. На исти начин доприноси раној дијагнози болести и њиховом лечењу.

Примери примене биологије у медицини

Селективна терапија за астму

Сматрало се да је СРС-А (споро реагирајућа супстанца анафилаксије) играо важну улогу у астми, стању које толико погађа људе.

Накнадна испитивања утврдила су да је ова супстанца смеша између леукотриена Ц4 (ЛТЦ4), леукотриена Е4 (ЛТЕ4) и леукотриена Д4 (ЛТД4). Ови резултати отворили су врата новим селективним третманима астме.

Рад је био усмјерен на препознавање молекула који посебно блокира дјеловање ЛТД4 у плућима, избјегавајући тако сужавање дисајних путева.

Као резултат тога, развијени су лекови који садрже модификаторе леукотриена за употребу у терапији астме.

Селективност и противупални лекови

Нестероидни противупални лекови (НСАИД) већ дуго се користе у лечењу артритиса. Главни разлог је његова висока ефикасност која блокира ефекте арахидонске киселине, која се налази у ензиму циклооксигеназа (ЦОКС).

Међутим, када се ефекат ЦОКС инхибира, он такође спречава његову функцију као гастроинтестиналног заштитника. Недавна истраживања показују да циклооксигеназу чини породица ензима, где 2 њена члана имају врло сличне карактеристике: ЦО-1 и ЦОКС-2.

ЦОКС-1 има гастропротективни ефекат, инхибицијом овог ензима губи се заштита цревног тракта. Основни захтев новог лека био би оријентисан да селективно инхибира ЦОКС-2, да би се постигла сталност обе функције: заштитне и противупалне.

Специјалисти су успели да изолују молекул који селективно напада ЦОКС-2, па нови лек нуди обе предности; анти-инфламаторно средство које не изазива гастроинтестинално оштећење.

Алтернативни начини давања лекова

Традиционалне методе давања таблета, сирупа или ињекција захтевају да хемикалија уђе у крвоток и да се распрши по телу.

Проблем настаје када се појаве нуспојаве у ткивима или органима за које лек није био намењен, уз погоршање да би се ти симптоми могли појавити пре него што се постигне жељени терапијски ниво.

У случају традиционалног лечења тумора на мозгу, лек мора имати много већу концентрацију него иначе, због крвно-можданих баријера. Као последица ових доза, нежељени ефекти могу бити врло токсични.

Да би постигли боље резултате, научници су развили биоматеријал који се састоји од полимерног уређаја. Ово је биокомпатибилно и раствара се полако ослобађајући лек. У случају тумора мозга, тумор се уклања и убацују се полимерни дискови сачињени од хемотерапијског лека.

Дакле, дозирање ће бити тачно онолико колико је потребно и ослободиће се у захваћеном органу, значајно смањујући могуће нежељене ефекте у осталим телесним системима.

Протеински хидрогели за побољшање ефикасности терапије убризгавањем матичних ћелија

Код терапије засноване на матичним ћелијама важно је да количина која је испоручена пацијенту буде клинички довољна. Надаље, потребно је да се одрживост одржи ин ситу.

Најмање инвазивнији начин за испоруку матичних ћелија је директно убризгавање. Међутим, ова опција нуди само 5% одрживости ћелија.

Да би задовољили клиничке потребе, стручњаци су развили систем за мршављење и самоизцељење који се састоји од два протеина који се самостално састављају у хидрогелове.

Када се овај хидрогелни систем примењује, заједно са терапеутским ћелијама, очекује се да побољша виталност ћелија на оним местима где постоји исхемија ткива.

Такође се користи у случају болести периферних артерија, где је приоритет одржавање одрживости ћелија које омогућавају проток крви у доњим екстремитетима.

Цинк за напад ћелија које производе инсулин

Ињекције инсулина делују контролирајући симптоме дијабетеса. Истраживачи предлажу да делују директно на бета ћелије панкреаса које стварају инсулин. Кључ би могао бити афинитет ових ћелија према цинку.

Бета ћелије накупљају цинк око 1.000 пута више од остатка ћелија које чине околна ткива. Ова карактеристика се користи за њихово идентификовање и селективну примену лекова који поспјешују њихову регенерацију.

Да би то постигли, истраживачи су повезали средство за хелирање цинка са леком који регенерише бета ћелије. Резултат указује да се лек фиксирао и на бета ћелијама, узрокујући да се множе.

У тесту спроведеном на пацовима, бета ћелије су се регенерирале за око 250% више него остале ћелије.

НГАЛ као предиктор акутне повреде бубрега

Липокалин повезан са неутрофилном желатиназом, познат под акронимом НГАЛ, је протеин који се користи као биомаркер. Његова улога је да открива акутне повреде бубрега код особа са српастим ћелијама. Код ових типова пацијената мерење серума је вероватно предвиђало почетак болести.

Поремећаји бубрега, попут повећаног креатинина и урее, једна су од компликација болести српастих ћелија. Истраживање повезује НГАЛ са нефропатијом код пацијената са дијабетесом типа 2.

То чини НГАЛ осетљивим и важним алатом у клиничком окружењу, због ниске цене, једноставног приступа и доступности.

Даље, то је осетљиви биомаркер који доприноси раном откривању, са веома широким распоном за рутинску процену, током управљања српастим ћелијским болестима.

Витамин Д, инхибитор раста Мицобацтериум туберцулосис

Туберкулоза је првенствено болест плућа повезана с Мицобацтериум туберцулосис. Напредовање болести зависиће од одговора имуног система, на чију ефикасност утичу спољашњи и унутрашњи фактори, попут генетике.

Међу спољашњим факторима су физиолошки и нутритивни статус пацијента. Студије показују да недостатак витамина Д може бити у директној вези са оштећеном регулацијом имуног система.

На овај начин би се утицало на имуномодулаторно деловање поменутог система на М. туберцулосис. Повећана шанса да оболи од туберкулозе могла би бити повезана са ниским нивоом витамина Д.

Клиничка релевантност указује да антитуберкулозна терапија изазвана витамином Д3 може деловати као додатак лечењу туберкулозе

Референце

1. Атере АД, Ајани ОФ, Акинбо ДБ, Адеосун ОА, Аномбем ОМ (2018). Серумски ниво липокалина који је повезан са неутрофилном желатиназом (НГАЛ) као предиктор акутне повреде бубрега у субјектима ћелијских ћелија. Ј Биомедицинска. Опоравак од јбиомедс.цом
2. Цампбелл, А К. (1988) Цхемилуминесценце. Принципи и примјене у биологији и медицини. ЕТДЕ Веб. Опоравак од ости.гов.
3. Смитх РЦ1, Родос СЈ. (2000). Примена развојне биологије у медицини и сточној пољопривреди. Опоравак од нцби.нлм.них.го
4. Нган Хуанг, Сарах Хеилсхорн (2019). Хидрогели конструисани протеином за побољшање ефикасности терапије убризгавањем матичним ћелијама на моделу мишева за периферну артеријску болест Универзитета Станфорд. Опоравак од цхемх.станфорд.еду.
5. Натхан Цоллинс (2018). Истраживачи користе цинк да би циљали на ћелије које производе инсулин помоћу регенеративног лека. Станфорд универзитет. Опоравак од цхемх.станфорд.еду.
6. Национални центар за информације о биотехнологији (НЦБИ) (2003). Иза молекуларне границе: Изазови хемије и хемијског инжењерства. Преузето са: нцби.нлм.них.гов
7. Сони П, Схиванги, Меена ЛС (2018) Витамин Д-имуни модулатор и инхибитор раста микобактеријума туберкулозе Х37Рв. Јоурнал оф Молецулар Биологи анд Биотхецнологи. Опоравак од имедпуб.цом.