شارك:
7 تطبيقات البيولوجيا في الطب
ال تطبيقات البيولوجيا في الطب هي كل تلك الأدوات العملية التي يقدمها الطب الحيوي في التشخيص المختبري والرعاية الطبية وأي مجال آخر يتعلق بالصحة.
تقدم البيولوجيا الطبية مجموعة واسعة من الأساليب التكنولوجية والعلمية ، والتي يمكن أن تتراوح من التشخيص في المختبر إلى العلاج الجيني. ينطبق هذا التخصص في علم الأحياء على مجموعة متنوعة من المبادئ التي تحكم العلوم الطبيعية في الممارسة الطبية.
لهذا الغرض ، يقوم المتخصصون بإجراء تحقيقات في مختلف العمليات الفسيولوجية المرضية ، مع الأخذ في الاعتبار من التفاعلات الجزيئية إلى الأداء المتكامل للكائن الحي.
وهكذا ، يقدم الطب الحيوي بدائل جديدة فيما يتعلق بإنشاء الأدوية ، مع مستويات سمية أقل. كما أنه يساهم في التشخيص المبكر للأمراض وعلاجها.
أمثلة تطبيق البيولوجيا في الطب
العلاج الانتقائي للربو
سابقا كان يعتقد أن SRS-A (مادة بطيئة التفاعل من الحساسية المفرطة) لعبت دورا هاما في الربو ، وهي حالة تصيب البشر.
أثبتت التحقيقات اللاحقة أن هذه المادة عبارة عن خليط بين اللوكوترين C4 (LTC4) ، اللوكوترين E4 (LTE4) والليكوترين D4 (LTD4). هذه النتائج فتحت الأبواب أمام علاجات انتقائية جديدة للربو.
تهدف الأعمال إلى تحديد جزيء يمنع عمل LTD4 على وجه التحديد في الرئتين ، وبالتالي منع تضييق الجهاز التنفسي.
نتيجة لذلك ، تم تطوير الأدوية التي تحتوي على معدِّلات اللوكوترين ، بحيث يمكن استخدامها في علاجات الربو.
الانتقائية والعقاقير المضادة للالتهابات
تم استخدام الأدوية المضادة للالتهابات غير الستيرويدية (NSAIDs) لفترة طويلة في علاج التهاب المفاصل. السبب الرئيسي هو فعاليته العالية في منع آثار حمض الأراكيدونيك ، الموجود في إنزيم سيكلوكسجيناز (COX).
ومع ذلك ، عندما يتم تثبيط تأثير COX ، فإنه يمنع أيضًا وظيفته كحامي معوي. تشير الدراسات الحديثة إلى أن إنزيمات الأكسدة الحلقية تتكون من عائلة من الإنزيمات ، حيث يكون ل 2 من أعضائها خصائص متشابهة للغاية: CO-1 و COX-2.
COX-1 له تأثير معدي ، عن طريق تثبيط هذا الإنزيم يتم فقد حماية الجهاز المعوي. سيكون الشرط الأساسي للدواء الجديد هو تثبيط COX-2 بشكل انتقائي ، لتحقيق ديمومة كلتا الوظيفتين: واقية ومضادة للالتهابات.
تمكن الأخصائيون من عزل جزيء يهاجم انتقائيًا COX-2 ، وبالتالي فإن الدواء الجديد يوفر لكلا المنفعتين مضاد للالتهابات لا يسبب آفات على مستوى الجهاز الهضمي.
طرق بديلة في إدارة الأدوية
تتطلب الطرق التقليدية في إدارة الحبوب أو الشراب أو الحقن أن تدخل المادة الكيميائية إلى مجرى الدم ، ليتم توزيعها في جميع أنحاء الجسم..
تنشأ المشكلة عندما تحدث آثار جانبية في الأنسجة أو الأعضاء التي لم يكن الغرض من العقار ، مع الظروف المشددة التي يمكن أن تظهر بها هذه الأعراض قبل بلوغ المستوى العلاجي المطلوب..
في حالة العلاج التقليدي للورم في المخ ، يجب أن يكون تركيز الدواء 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 بوليمري. هذا متوافق حيوياً ويذوب إطلاق الدواء ببطء. في حالة ورم الدماغ ، تتم إزالة الورم وإدخال أقراص البوليمر ، والتي تتشكل من المخدرات العلاج الكيميائي..
وبالتالي ، فإن الجرعة ستكون بالضبط المطلوبة وسيتم إطلاقها في العضو المصاب ، مما يقلل بشكل كبير من الآثار الجانبية المحتملة في أنظمة أخرى من الكائن الحي.
البروتين هيدروجيلس لتحسين فعالية العلاج حقن الخلايا الجذعية
في العلاج القائم على الخلايا الجذعية ، من المهم أن تكون الكمية المعطاة للمريض كافية سريريًا. بالإضافة إلى ذلك ، من الضروري الحفاظ على صلاحيته في الموقع.
أقل الطرق الغازية لتزويد الخلايا الجذعية هي الحقن المباشر. ومع ذلك ، يوفر هذا الخيار فقط 5 ٪ بقاء الخلية.
من أجل تلبية الاحتياجات السريرية ، طور المتخصصون نظامًا من التخفيف والشفاء الذاتي يشتمل على بروتينين يتجمعان في هيدروجيلس.
عندما يتم إعطاء هذا النظام من الهلاميات المائية ، جنبًا إلى جنب مع الخلايا العلاجية ، من المتوقع أن يحسن قابلية الخلية للخلايا في تلك المواقع التي توجد فيها نقص تروية الأنسجة..
يستخدم أيضًا في حالة مرض الشرايين المحيطية ، حيث يكون من الأولوية الحفاظ على صلاحية 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 تولد الأنسولين. يمكن أن يكون المفتاح تقارب هذه الخلايا للزنك.
تتراكم خلايا بيتا الزنك حوالي 1000 مرة أكثر من بقية الخلايا التي تشكل الأنسجة المحيطة. يتم استغلال هذه الخاصية لتكون قادرة على التعرف عليها وتطبيق الأدوية التي تعزز تجديدها بشكل انتقائي.
لهذا السبب ، ربط الباحثون عامل مخلب الزنك بعقار يعمل على تجديد خلايا بيتا. تشير النتيجة إلى أن الدواء تم تثبيته أيضًا في خلايا بيتا ، مما تسبب في تكاثره.
في اختبار أجري على الفئران ، جددت خلايا بيتاس حوالي 250٪ أكثر من الخلايا الأخرى.
NGAL باعتباره مؤشرا لإصابة الكلى الحادة
Lipocalin المرتبط مع جيلاتيناز العدلات ، المعروف باسم اختصار NGAL ، هو بروتين يستخدم كمؤشر حيوي. وتتمثل مهمتها في الكشف عن إصابة الكلى الحادة لدى الأفراد المصابين بالخلايا المنجلية. في هذا النوع من المرضى ، ربما توقع قياس المصل ظهور المرض.
اضطرابات الكلى ، مثل زيادة الكرياتينين واليوريا ، هي واحدة من مضاعفات مرض فقر الدم المنجلي. يربط البحث NGAL بالاعتلال الكلوي لدى مرضى السكري من النوع الثاني.
هذا يجعل NGAL أداة حساسة وهامة في المجال السريري ، نظرًا لتكلفتها المنخفضة وسهولة الوصول إليها وتوافرها.
بالإضافة إلى ذلك ، إنها علامة حيوية حساسة تسهم في الاكتشاف المبكر ، مع مجموعة واسعة جدًا للتقييم الروتيني ، أثناء إدارة مرض الخلية المنجلية.
فيتامين د ، مثبطات نمو الفطرية مرض السل
السل هو أساسا مرض الرئة المرتبطة المتفطرة السلية. يعتمد تقدم المرض على استجابة الجهاز المناعي الذي تتأثر فعاليته بالعوامل الخارجية والداخلية ، مثل علم الوراثة.
ضمن العوامل الخارجية هي الحالة الفسيولوجية والتغذوية للمريض. تشير الدراسات إلى أن نقص فيتامين (د) قد يكون مرتبطًا بشكل مباشر بتدهور تنظيم الجهاز المناعي.
وبهذه الطريقة ، فإن الإجراءات المناعية للنظام المذكور على مرض السل. زيادة احتمال الإصابة بمرض السل قد تكون مرتبطة بمستوى منخفض من فيتامين (د).
تشير الأهمية السريرية إلى أن العلاج المضاد للسكري الناجم عن فيتامين D3 قد يساعد كعامل مساعد لعلاج مرض السل.
مراجع
- Atere AD، Ajani OF، Akinbo DB، Adeosun OA، Anombem OM (2018). مستويات المصل من Lipocalin العدلات الجيلاتيناز المرتبطة (NGAL) كما تنبئ لإصابة الكلى الحادة في الخلايا المنجلية. J الطبية الحيوية. تعافى من jbiomeds.com
- Campbell، A K. (1988) Chemiluminescence. المبادئ والتطبيقات في علم الأحياء والطب. ETDE الويب. تعافى من osti.gov.
- سميث RC1 ، رودس SJ. (2000). تطبيقات البيولوجيا التطورية على الطب والزراعة الحيوانية. تعافى من ncbi.nlm.nih.go
- نجان هوانغ ، سارة هيلشورن (2019). البروتينات المائية المهندسة بالبروتين لتحسين فعالية العلاج بالحقن بالخلايا الجذعية في نموذج الفئران لجامعة ستانفورد لمرض الشرايين المحيطية. تم الاسترجاع من chemh.stanford.edu.
- ناثان كولينز (2018). يستخدم الباحثون الزنك لاستهداف الخلايا المنتجة للأنسولين باستخدام الأدوية المجددة. جامعة ستانفورد. تم الاسترجاع 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 المغير المناعي ومثبط النمو من المتفطرة السلية H37Rv. مجلة البيولوجيا الجزيئية والتكنولوجيا الحيوية. تعافى من imedpub.com.