7 Aplicații ale biologiei în medicină

Aplicațiile biologiei în medicină sunt toate instrumentele practice oferite de biomedicină în diagnosticul de laborator, în îngrijirea medicală și în orice altă zonă legată de sănătate.

Biologia medicală oferă o gamă largă de abordări tehnologice și științifice, care pot varia de la diagnosticarea in vitro la terapia genică. Această disciplină a biologiei aplică diversitatea principiilor care guvernează științele naturale în practica medicală.

Pentru aceasta, specialiștii efectuează investigații asupra diferitelor procese fiziopatologice, luând în considerare interacțiunile moleculare până la funcționarea integrală a organismului.

Astfel, biomedicina oferă noi alternative în ceea ce privește crearea de medicamente, cu niveluri mai scăzute de toxicitate. De asemenea, contribuie la diagnosticarea precoce a bolilor și la tratamentul acestora.

Exemple de aplicații ale biologiei în medicină

Terapie selectivă pentru astm

Anterior, sa crezut că SRS-A (substanță cu reacție lentă a anafilaxiei) a jucat un rol important în astm, o afecțiune care afectează oamenii.

Investigațiile ulterioare au stabilit că această substanță este un amestec între leucotrienă C4 (LTC4), leucotrienă E4 (LTE4) și leucotrienă D4 (LTD4). Aceste rezultate au deschis usile la noi tratamente selective pentru astm.

Lucrările au vizat identificarea unei molecule care blochează în mod specific acțiunea lui LTD4 în plămâni, prevenind astfel îngustarea tractului respirator.

Ca rezultat, medicamentele care conțin modificatori de leucotrienă au fost elaborate pentru a fi utilizate în terapiile de astm.

Selectivitatea și medicamentele antiinflamatorii

Medicamentele antiinflamatoare nesteroidiene (AINS) au fost utilizate mult timp în tratamentul artritei. Motivul principal este eficiența sa ridicată care blochează efectele acidului arahidonic, localizate în enzima ciclooxigenază (COX).

Cu toate acestea, atunci când efectul COX este inhibat, acesta previne de asemenea funcția sa de protector gastrointestinal. Studiile recente arată că ciclooxigenaza este formată dintr-o familie de enzime, în care 2 membri ai ei au caracteristici foarte asemănătoare: CO-1 și COX-2.

COX-1 are un efect gastroprotector, prin inhibarea acestei enzime se pierde protecția tractului intestinal. Cerința fundamentală a noului medicament ar fi inhibarea selectivă a COX-2, pentru a atinge permanența ambelor funcții: protector și antiinflamator.

Specialiștii au reușit să izoleze o moleculă care atacă selectiv COX-2, astfel că noul medicament oferă ambele beneficii; un antiinflamator care nu provoacă leziuni la nivelul gastrointestinal.

Metode alternative în administrarea medicamentelor

Metodele tradiționale în administrarea de pilule, siropuri sau injecții necesită ca substanța chimică să intre în sânge, astfel încât să fie dispersată în întreg corpul.

Problema apare atunci când efectele secundare apar în țesuturi sau organe la care medicamentul nu a fost destinat, cu circumstanța agravantă că aceste simptome ar putea apărea înainte de atingerea nivelului terapeutic dorit.

În cazul tratamentului tradițional al unei tumori din creier, medicamentul trebuie să aibă o concentrație mult mai mare decât de obicei, datorită barierelor hemato-encefalice. Ca o consecință a acestor doze, efectele secundare ar putea fi foarte toxice.

Pentru a obține rezultate mai bune, oamenii de știință au dezvoltat un biomaterial care constă dintr-un dispozitiv polimeric. Acesta este biocompatibil și se dizolvă încet eliberând medicamentul. În cazul tumorii cerebrale, tumoarea este îndepărtată și se introduc discuri polimerice, care sunt formate dintr-un medicament chimioterapeutic.

Astfel, dozajul va fi exact cel necesar și va fi eliberat în organul afectat, reducând considerabil efectele secundare posibile în alte sisteme ale organismului.

Proteine ​​hidrogel pentru a îmbunătăți eficacitatea terapiei de injecție cu celule stem

În terapia bazată pe celule stem, este important ca cantitatea administrată pacientului să fie adecvată din punct de vedere clinic. În plus, este necesar să se mențină viabilitatea in situ.

Cel mai puțin invaziv mod de a furniza celule stem este injectarea directă. Cu toate acestea, această opțiune oferă doar 5% viabilitate celulară.

Pentru a satisface nevoile clinice, specialiștii au dezvoltat un sistem de subțiere și auto-vindecare care cuprinde două proteine ​​care se auto-asamblează în hidrogeluri.

Când se administrează acest sistem de hidrogeluri, împreună cu celulele terapeutice, este de așteptat să se îmbunătățească viabilitatea celulelor în acele situsuri unde există ischemie tisulară.

Este, de asemenea, utilizat în cazul unei boli arteriale periferice, în care este prioritară menținerea viabilității celulelor care permit fluxul sanguin în extremitățile inferioare

Zinc pentru a ataca celulele producătoare de insulină

Injecția de insulină funcționează prin controlul simptomelor diabetului. Cercetătorii propun să acționeze direct asupra celulelor beta ale pancreasului care generează insulină. Cheia ar putea fi afinitatea acestor celule pentru zinc.

Celulele beta acumulează zinc de aproximativ 1.000 de ori mai mare decât restul celulelor care formează țesuturile din jur. Această caracteristică este exploatată pentru a fi capabilă să le identifice și să aplice selectiv medicamente care promovează regenerarea acestora.

Pentru aceasta, cercetatorii au asociat un agent de chelatizare a zincului cu un medicament care regenera celulele beta. Rezultatul indică faptul că medicamentul a fost, de asemenea, fixat în celulele beta, cauzând înmulțirea acestuia.

Într-un test efectuat pe șobolani, celulele betas s-au regenerat cu aproximativ 250% mai mult decât alte celule.

NGAL ca predictor al leziunilor renale acute

Lipocalin asociat gelatinazei neutrofile, cunoscut prin acronimul NGAL, este o proteină folosită ca biomarker. Funcția sa este de a detecta leziuni renale acute la persoanele cu celule secerătoare. La acest tip de pacienți, măsurarea serică a prezis probabil debutul bolii.

Tulburările renale, cum ar fi creșterea creatininei și ureei, sunt una dintre complicațiile bolii celulare secerătoare. Cercetarea asociază NGAL cu nefropatia la acei pacienți care suferă de diabet de tip 2.

Acest lucru face NGAL un instrument sensibil și important în domeniul clinic, datorită costului redus, accesului ușor și disponibilității.

În plus, este un biomarker sensibil care contribuie la detectarea timpurie, cu o gamă foarte largă de evaluare de rutină, în timpul administrării bolii celulă seceră.

Vitamina D, inhibitor de creștere al Mycobacterium tuberculosis

Tuberculoza este în principal o boală pulmonară asociată cu Mycobacterium tuberculosis . Progresul bolii va depinde de răspunsul sistemului imunitar, a cărui eficacitate este afectată de factori externi și interni, cum ar fi genetica.

În cadrul factorilor externi se află starea fiziologică și nutrițională a pacientului. Studiile arată că deficitul de vitamina D ar putea fi direct legat de deteriorarea reglementării sistemului imunitar.

În acest mod, acțiunile imunomodulatoare ale sistemului menționat asupra M. tuberculosis ar fi afectate. Posibilitatea crescută de contractare a tuberculozei poate fi legată de un nivel scăzut de vitamină D.

Relevanța clinică indică faptul că terapia antituberculoasă indusă de vitamina D3 poate acționa ca adjuvant în tratamentul tuberculozei