7 TILLÄMPNINGAR AV BIOLOGI INOM MEDICIN - BIOLOGI - 2025

De applikationer biologi inom medicinen är alla de praktiska verktyg som biomedicin erbjudanden i laboratoriediagnostik, i sjukvården och i något annat område som rör hälsa.

Medicinsk biologi erbjuder ett brett utbud av tekniska och vetenskapliga metoder, som kan sträcka sig från in vitro-diagnostik till genterapi. Denna biologiska disciplin tillämpar de olika principerna som styr naturvetenskapen i medicinsk praxis.

Mycobacterium tuberculosis. Källa: NIAID på Flickr. , via Wikimedia Commons

För detta utför specialister undersökningar av de olika patofysiologiska processerna med hänsyn till från molekylära interaktioner till organismens integrerade funktion.

Således erbjuder biomedicin nya alternativ i förhållande till skapandet av läkemedel, med lägre toxiska nivåer. På samma sätt bidrar det till en tidig diagnos av sjukdomar och deras behandling.

Exempel på tillämpningar av biologi inom medicin

Selektiv terapi för astma

SRS-A (långsamt reagerande substans av anafylaxi) ansågs tidigare spela en viktig roll i astma, ett tillstånd som drabbar människor så mycket.

Efterföljande undersökningar fastställde att detta ämne är en blandning mellan leukotrien C4 (LTC4), leukotrien E4 (LTE4) och leukotrien D4 (LTD4). Resultaten öppnade dörrarna för nya selektiva behandlingar mot astma.

Arbetet syftade till att identifiera en molekyl som specifikt blockerade verkan av LTD4 i lungorna, och därmed undviker minskningen av luftvägarna.

Som ett resultat utvecklades läkemedel innehållande leukotrienmodifieringsmedel för användning i astmabehandlingar.

Selektivitet och antiinflammatoriska läkemedel

Icke-steroida antiinflammatoriska läkemedel (NSAID) har länge använts för behandling av artrit. Det främsta skälet är dess höga effektivitet när det gäller att blockera effekterna av arakidonsyra, som finns i enzymet cyclooxygenase (COX).

Men när effekten av COX hämmas förhindrar den också dess funktion som ett gastrointestinalskydd. Nya studier indikerar att cyklooxygenas består av en familj av enzymer, där 2 av dess medlemmar har mycket liknande egenskaper: CO-1 och COX-2.

COX-1 har en gastro-skyddande effekt, genom att hämma detta enzym försvinner skyddet av tarmsystemet. Det grundläggande kravet för det nya läkemedlet skulle vara inriktat på att selektivt hämma COX-2, för att uppnå varaktigheten hos båda funktionerna: skyddande och antiinflammatoriska.

Specialisterna lyckades isolera en molekyl som selektivt attackerar COX-2, så att det nya läkemedlet ger båda fördelar; en antiinflammatorisk som inte orsakar gastrointestinal skada.

Alternativa metoder för läkemedelsadministrering

Traditionella metoder för administrering av piller, sirap eller injektioner kräver att kemikalien kommer in i blodomloppet, sprids i kroppen.

Problemet uppstår när biverkningar uppstår i vävnader eller organ för vilka läkemedlet inte var avsett, med den förvärring att dessa symtom skulle kunna uppstå innan den önskade terapeutiska nivån uppnås.

Vid traditionell behandling av en hjärntumör måste läkemedlet ha en mycket högre koncentration än vanligt på grund av blod-hjärnbarriärer. Som en konsekvens av dessa doser kan biverkningarna vara mycket giftiga.

För att uppnå bättre resultat har forskare utvecklat ett biomaterial som består av en polymeranordning. Detta är biokompatibelt och upplöses långsamt och frisätter läkemedlet. När det gäller hjärntumör avlägsnas tumören och polymerskivor sätts in som består av ett kemoterapeutiskt läkemedel.

Dosen kommer således att vara exakt den som krävs och kommer att frisättas i det drabbade organet, vilket avsevärt minskar de möjliga biverkningarna i andra kroppssystem.

Proteinhydrogeler för att förbättra effektiviteten av stamcellinjektionsterapi

Vid stamcellsbaserad terapi är det viktigt att mängden som levereras till patienten är kliniskt tillräcklig. Dessutom är det nödvändigt att dess livskraft hålls på plats.

Det minst invasiva sättet att leverera stamceller är direktinjektion. Detta alternativ erbjuder emellertid endast 5% cellviabilitet.

För att tillgodose kliniska behov har specialister utvecklat ett bantnings- och självhelande system som består av två proteiner som självmonterar till hydrogeler.

När detta hydrogel-system administreras, i samband med de terapeutiska cellerna, förväntas det förbättra cellviabiliteten på de platser där vävnads-ischemi finns.

Det används också vid perifer arteriell sjukdom, där det är en prioritering att upprätthålla livskraften hos cellerna som tillåter blodflöde i de nedre extremiteterna

Zink för att attackera insulinproducerande celler

Insulininjektion fungerar genom att kontrollera symtomen på diabetes. Forskarna föreslår att man verkar direkt på betacellerna i bukspottkörteln som genererar insulin. Nyckeln kan vara affiniteten hos dessa celler för zink.

Betaceller ackumulerar zink ungefär 1 000 gånger mer än resten av cellerna som utgör de omgivande vävnaderna. Denna egenskap används för att identifiera dem och selektivt använda läkemedel som främjar deras förnyelse.

För att göra detta kopplade forskarna ett zinkchelaterande medel till ett läkemedel som regenererar betaceller. Resultatet indikerar att läkemedlet också fixeras på betaceller, vilket får dem att föröka sig.

I ett test genomfört på råttor regenererade betaceller cirka 250% mer än andra celler.

NGAL som en prediktor för akut njurskada

Lipocalin associerat med neutrofil gelatinas, känt av förkortningen NGAL, är ett protein som används som biomarkör. Dess roll är att upptäcka akut njurskada hos individer med sigdceller. Hos dessa typer av patienter förutspådde serummätningen möjligen sjukdomens början.

Njursjukdomar, såsom ökad kreatinin och urea, är en av komplikationerna av sigdcellssjukdom. Forskning associerar NGAL med nefropati hos patienter med typ 2-diabetes.

Detta gör NGAL till ett känsligt och viktigt verktyg i den kliniska miljön, på grund av dess låga kostnader, lättillgänglighet och tillgänglighet.

Dessutom är det en känslig biomarkör som bidrar till tidig upptäckt, med ett mycket brett spektrum för rutinutvärdering, under hanteringen av sigdcellssjukdom.

D-vitamin, Mycobacterium tuberculosis tillväxthämmare

Tuberkulos är främst en lungsjukdom som är förknippad med Mycobacterium tuberculosis. Utvecklingen av sjukdomen kommer att bero på immunsystemets respons, vars effektivitet påverkas av externa och interna faktorer, såsom genetik.

Bland de yttre faktorerna är patientens fysiologiska och näringsstatus. Studier indikerar att vitamin D-brist kan vara direkt relaterad till nedsatt reglering av immunsystemet.

På detta sätt skulle de immunmodulerande verkningarna av nämnda system på M. tuberculosis påverkas. Den ökade chansen att drabbas av tuberkulos kan vara relaterad till en låg nivå av vitamin D.

Klinisk relevans indikerar att vitamin D3-inducerad antituberkulös terapi kan fungera som ett komplement till tuberkulosbehandling

referenser

1. Atere AD, Ajani OF, Akinbo DB, Adeosun OA, Anombem OM (2018). Serumnivåer av Neutrophil Gelatinase-associerat lipocalin (NGAL) som prediktor för akut njurskada i sjukdomar med sjukdomar. J Biomedical. Återställs från jbiomeds.com
2. Campbell, A K. (1988) Chemiluminescence. Principer och tillämpningar inom biologi och medicin. ETDE Web. Återställdes från osti.gov.
3. Smith RC1, Rhodes SJ. (2000). Tillämpningar av utvecklingsbiologi på medicin och djurlantbruk. Återställs från ncbi.nlm.nih.go
4. Ngan Huang, Sarah Heilshorn (2019). Proteiningenjörerade hydrogeler för förbättrad effektivitet av stamcellbaserad injektionsterapi i en murinmodell för perifer arteriell sjukdom Stanford universitet. Återställdes från chemh.stanford.edu.
5. Nathan Collins (2018). Forskare använder zink för att rikta insulinproducerande celler med regenererande läkemedel. Stanford universitet. Återställdes från chemh.stanford.edu.
6. National Center for Biotechnology Information (NCBI) (2003). Beyond the Molecular Frontier: Utmaningar för kemi och kemiteknik. Hämtad från: ncbi.nlm.nih.gov
7. Soni P, Shivangi, Meena LS (2018) Vitamin D-En immunmodulator och tillväxtinhibitor av Mycobacterium Tuberculosis H37Rv. Journal of Molecular Biology and Biothecnology. Återställdes från imedpub.com.