- أمثلة على تطبيقات علم الأحياء في الطب
- العلاج الانتقائي للربو
- الانتقائية والأدوية المضادة للالتهابات
- طرق بديلة لإدارة الدواء
- هيدروجيلات البروتين لتعزيز فعالية علاج حقن الخلايا الجذعية
- الزنك لمهاجمة الخلايا المنتجة للأنسولين
- NGAL كمؤشر لإصابة الكلى الحادة
- فيتامين د ، مثبط نمو المتفطرة السلية
- المراجع
في تطبيقات علم الأحياء في الطب هي كل تلك الأدوات العملية التي العروض الطب الحيوي في مختبر التشخيص، في مجال الرعاية الطبية وفي أي منطقة أخرى تتعلق بالصحة.
تقدم البيولوجيا الطبية مجموعة واسعة من الأساليب التكنولوجية والعلمية ، والتي يمكن أن تتراوح من التشخيص في المختبر إلى العلاج الجيني. يطبق نظام علم الأحياء هذا مجموعة متنوعة من المبادئ التي تحكم العلوم الطبيعية في الممارسة الطبية.
السل الفطري. المصدر: NIAID على موقع Flickr. ، عبر ويكيميديا كومنز
لهذا ، يقوم المتخصصون بإجراء تحقيقات في العمليات الفيزيولوجية المرضية المختلفة ، مع الأخذ في الاعتبار التفاعلات الجزيئية إلى الأداء المتكامل للكائن الحي.
وبالتالي ، فإن الطب الحيوي يقدم بدائل جديدة فيما يتعلق بإنشاء الأدوية ، مع مستويات سمية أقل. وبنفس الطريقة يساهم في التشخيص المبكر للأمراض وعلاجها.
أمثلة على تطبيقات علم الأحياء في الطب
العلاج الانتقائي للربو
كان يُعتقد سابقًا أن SRS-A (مادة بطيئة التفاعل من الحساسية المفرطة) تلعب دورًا مهمًا في الربو ، وهي حالة تصيب البشر كثيرًا.
توصلت التحقيقات اللاحقة إلى أن هذه المادة عبارة عن خليط بين leukotriene C4 (LTC4) و leukotriene E4 (LTE4) و leukotriene D4 (LTD4). فتحت هذه النتائج الباب أمام علاجات انتقائية جديدة للربو.
كان الهدف من العمل هو تحديد الجزيء الذي يمنع على وجه التحديد عمل LTD4 في الرئتين ، وبالتالي تجنب تضيق الشعب الهوائية.
ونتيجة لذلك ، تم تطوير الأدوية التي تحتوي على معدلات الليكوترين لاستخدامها في علاجات الربو.
الانتقائية والأدوية المضادة للالتهابات
تستخدم العقاقير غير الستيرويدية المضادة للالتهابات (NSAIDs) منذ فترة طويلة في علاج التهاب المفاصل. السبب الرئيسي هو فعاليته العالية في منع تأثيرات حمض الأراكيدونيك الموجود في إنزيم الأكسدة الحلقية (كوكس).
ومع ذلك ، عندما يتم تثبيط تأثير كوكس ، فإنه يمنع أيضًا وظيفته كحامي للجهاز الهضمي. تشير الدراسات الحديثة إلى أن انزيمات الأكسدة الحلقية تتكون من عائلة من الإنزيمات ، حيث يمتلك 2 من أعضائها خصائص متشابهة جدًا: CO-1 و COX-2.
COX-1 له تأثير معدي ، عن طريق تثبيط هذا الإنزيم ، يتم فقدان حماية الأمعاء. سيتم توجيه المطلب الأساسي للدواء الجديد إلى تثبيط COX-2 بشكل انتقائي ، لتحقيق ديمومة كلتا الوظيفتين: الحماية والمضادة للالتهابات.
تمكن المتخصصون من عزل الجزيء الذي يهاجم بشكل انتقائي COX-2 ، وبالتالي فإن الدواء الجديد يقدم كلا الفائدتين ؛ مضاد للالتهابات لا يسبب أضرارا في الجهاز الهضمي.
طرق بديلة لإدارة الدواء
تتطلب الطرق التقليدية لإدارة الحبوب أو الشراب أو الحقن دخول المادة الكيميائية إلى مجرى الدم ، لتنتشر في جميع أنحاء الجسم.
تنشأ المشكلة عند حدوث آثار جانبية في الأنسجة أو الأعضاء التي لم يكن الدواء مخصصًا لها ، مع تفاقم ظهور هذه الأعراض قبل الوصول إلى المستوى العلاجي المطلوب.
في حالة العلاج التقليدي لورم الدماغ ، يجب أن يحتوي الدواء على تركيز أعلى بكثير من المعتاد ، بسبب حواجز الدم في الدماغ. نتيجة لهذه الجرعات ، يمكن أن تكون الآثار الجانبية شديدة السمية.
لتحقيق نتائج أفضل ، طور العلماء مادة حيوية تتكون من جهاز بوليمر. هذا متوافق حيويا ويذوب ببطء إطلاق الدواء. في حالة ورم الدماغ ، يتم استئصال الورم وإدخال أقراص بوليمرية مكونة من عقار علاجي كيميائي.
وبالتالي ، فإن الجرعة ستكون بالضبط هي المطلوبة وسيتم إطلاقها في العضو المصاب ، مما يقلل بشكل كبير من الآثار الجانبية المحتملة في أنظمة الجسم الأخرى.
هيدروجيلات البروتين لتعزيز فعالية علاج حقن الخلايا الجذعية
في العلاج القائم على الخلايا الجذعية ، من المهم أن تكون الكمية التي يتم تسليمها للمريض كافية سريريًا. علاوة على ذلك ، من الضروري الحفاظ على جدواها في الموقع.
الطريقة الأقل توغلاً لتوصيل الخلايا الجذعية هي الحقن المباشر. ومع ذلك ، يوفر هذا الخيار إمكانية بقاء الخلية بنسبة 5٪ فقط.
من أجل تلبية الاحتياجات السريرية ، طور المتخصصون نظامًا للتخسيس والشفاء الذاتي يتكون من بروتينين يتجمعان ذاتيًا في الهلاميات المائية.
عندما يتم إعطاء نظام الهيدروجيل هذا ، بالاقتران مع الخلايا العلاجية ، فمن المتوقع أن يحسن قابلية الخلية للحياة في تلك المواقع التي يوجد بها نقص تروية الأنسجة.
كما أنه يستخدم في حالة أمراض الشرايين الطرفية ، حيث يكون من الأولويات الحفاظ على حيوية الخلايا التي تسمح بتدفق الدم في الأطراف السفلية
الزنك لمهاجمة الخلايا المنتجة للأنسولين
يعمل حقن الأنسولين عن طريق التحكم في أعراض مرض السكري. يقترح الباحثون العمل مباشرة على خلايا بيتا في البنكرياس التي تفرز الأنسولين. يمكن أن يكون المفتاح هو تقارب هذه الخلايا مع الزنك.
تتراكم خلايا بيتا الزنك حوالي 1000 مرة أكثر من بقية الخلايا التي تشكل الأنسجة المحيطة. تُستخدم هذه الخاصية لتحديدها وتطبيق الأدوية التي تعزز تجديدها بشكل انتقائي.
للقيام بذلك ، ربط الباحثون عامل مخلب الزنك بدواء يقوم بتجديد خلايا بيتا. تشير النتيجة إلى أن الدواء مثبت أيضًا على خلايا بيتا ، مما يؤدي إلى تكاثرها.
في اختبار تم إجراؤه على الفئران ، تجددت خلايا بيتا حوالي 250٪ أكثر من الخلايا الأخرى.
NGAL كمؤشر لإصابة الكلى الحادة
Lipocalin المرتبط بـ neutrophil gelatinase ، المعروف بالاختصار NGAL ، هو بروتين يستخدم كمؤشر بيولوجي. يتمثل دوره في الكشف عن إصابات الكلى الحادة لدى الأفراد المصابين بالخلايا المنجلية. في هذه الأنواع من المرضى ، ربما تنبأ قياس المصل ببدء المرض.
تعد اضطرابات الكلى ، مثل زيادة الكرياتينين واليوريا ، أحد مضاعفات مرض فقر الدم المنجلي. تربط الأبحاث NGAL باعتلال الكلية في مرضى السكري من النوع 2.
هذا يجعل NGAL أداة حساسة ومهمة في الإعداد السريري ، نظرًا لتكلفتها المنخفضة وسهولة الوصول إليها وتوافرها.
علاوة على ذلك ، فهو مؤشر حيوي حساس يساهم في الكشف المبكر ، مع نطاق واسع جدًا للتقييم الروتيني ، أثناء إدارة مرض فقر الدم المنجلي.
فيتامين د ، مثبط نمو المتفطرة السلية
السل هو في المقام الأول مرض رئوي مرتبط بـ Mycobacterium tuberculosis. يعتمد تطور المرض على استجابة الجهاز المناعي الذي تتأثر فعاليته بالعوامل الخارجية والداخلية ، مثل الجينات.
من بين العوامل الخارجية الحالة الفسيولوجية والتغذوية للمريض. تشير الدراسات إلى أن نقص فيتامين (د) قد يكون مرتبطًا بشكل مباشر بضعف تنظيم جهاز المناعة.
بهذه الطريقة ، ستتأثر الإجراءات المناعية للنظام المذكور على المتفطرة السلية. يمكن أن تكون زيادة فرصة الإصابة بالسل مرتبطة بانخفاض مستوى فيتامين د.
تشير الأهمية السريرية إلى أن العلاج المضاد للسل الذي يسببه فيتامين د 3 يمكن أن يعمل كعامل مساعد في علاج السل
المراجع
- Atere AD ، Ajani OF ، Akinbo DB ، Adeosun OA ، Anombem OM (2018). مستويات المصل من ليبوكالين المرتبط بالجيلاتيناز (NGAL) العدلات كمتنبئ بإصابة الكلى الحادة في موضوعات الخلايا المنجلية. ياء الطب الحيوي. تعافى من jbiomeds.com
- كامبل ، أ ك. (1988) اللمعان الكيميائي. مبادئ وتطبيقات في علم الأحياء والطب. ETDE ويب. تعافى من osti.gov.
- سميث RC1 ، رودس إس جيه. (2000). تطبيقات علم الأحياء النمائي في الطب والزراعة الحيوانية. تعافى من ncbi.nlm.nih.go
- نجان هوانغ ، سارة هيلشورن (2019). الهلاميات المائية المهندسة بالبروتين لتحسين فعالية العلاج بالحقن بالخلايا الجذعية في نموذج مورين لمرض الشرايين المحيطية بجامعة ستانفورد. تعافى من chemh.stanford.edu.
- ناثان كولينز (2018): يستخدم الباحثون الزنك لاستهداف الخلايا المنتجة للأنسولين بدواء متجدد. جامعة ستانفورد. تعافى من chemh.stanford.edu.
- المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية (NCBI) (2003). ما وراء الحدود الجزيئية: تحديات الكيمياء والهندسة الكيميائية. مأخوذة من: ncbi.nlm.nih.gov
- Soni P ، Shivangi ، Meena LS (2018) فيتامين D-An مغير المناعة ومثبط لنمو المتفطرة السلية H37Rv. مجلة البيولوجيا الجزيئية وعلم الأحياء. تعافى من imedpub.com.