7 BRUKSOMRÅDER FOR BIOLOGI I MEDISIN - BIOLOGI - 2026

De anvendelser av biologi i medisin er alle de praktiske verktøy som biomedisin tilbud i laboratorium diagnostikk, i medisinsk behandling og i andre områder knyttet til helse.

Medisinsk biologi tilbyr et bredt spekter av teknologiske og vitenskapelige tilnærminger, som kan variere fra in vitro-diagnostikk til genterapi. Denne biologien disiplinen bruker forskjellige prinsipper som styrer naturvitenskapene i medisinsk praksis.

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

For dette utfører spesialistene undersøkelser av de forskjellige patofysiologiske prosessene, med hensyn til fra molekylære interaksjoner til organismenes integrerte funksjon.

Dermed tilbyr biomedisin nye alternativer i forhold til dannelse av medisiner, med lavere toksiske nivåer. På samme måte bidrar det til tidlig diagnose av sykdommer og deres behandling.

Eksempler på anvendelser av biologi i medisin

Selektiv terapi mot astma

SRS-A (langsomt reagerende stoff av anafylaksi) ble tidligere antatt å spille en viktig rolle i astma, en tilstand som rammer mennesker så mye.

Etterfølgende undersøkelser slo fast at dette stoffet er en blanding mellom leukotrien C4 (LTC4), leukotrien E4 (LTE4) og leukotrien D4 (LTD4). Disse resultatene åpnet dørene for nye selektive behandlinger mot astma.

Arbeidet hadde som mål å identifisere et molekyl som spesifikt blokkerte virkningen av LTD4 i lungene, og dermed unngå innsnevring av luftveiene.

Som et resultat ble medisiner som inneholder leukotrien-modifiserere utviklet for bruk i astmabehandlinger.

Selektivitet og betennelsesdempende medisiner

Ikke-steroide antiinflammatoriske medisiner (NSAIDs) har lenge vært brukt til behandling av leddgikt. Hovedårsaken er dens høye effektivitet i å blokkere effekten av arachidonsyre, lokalisert i enzymet cyclooxygenase (COX).

Når effekten av COX blir hemmet, forhindrer den imidlertid dens funksjon som en gastrointestinal beskytter. Nyere studier indikerer at cyclooxygenase består av en familie av enzymer, der 2 av medlemmene har veldig like egenskaper: CO-1 og COX-2.

COX-1 har en gastrobeskyttende effekt, ved å hemme dette enzymet går beskyttelsen av tarmsystemet tapt. Det grunnleggende kravet til det nye medikamentet vil være orientert om selektivt å hemme COX-2, for å oppnå varigheten av begge funksjonene: beskyttende og betennelsesdempende.

Spesialistene klarte å isolere et molekyl som selektivt angriper COX-2, så det nye stoffet gir begge fordeler; en betennelsesdempende som ikke forårsaker skade på mage-tarmkanalen.

Alternative metoder for medikamentadministrasjon

Tradisjonelle metoder for administrering av piller, siruper eller injeksjoner krever at kjemikaliet kommer inn i blodomløpet, for å bli spredt i hele kroppen.

Problemet oppstår når bivirkninger oppstår i vev eller organer som medikamentet ikke var beregnet for, med den forverring at disse symptomene kunne dukke opp før det ønskede terapeutiske nivået oppnås.

Når det gjelder tradisjonell behandling av en hjernesvulst, må stoffet ha en mye høyere konsentrasjon enn vanlig, på grunn av blod-hjerne-barrierer. Som en konsekvens av disse dosene kan bivirkningene være svært giftige.

For å oppnå bedre resultater har forskere utviklet et biomateriale som består av en polymer enhet. Dette er biokompatibelt og løses sakte ut og frigjør stoffet. Når det gjelder hjernesvulst, fjernes svulsten og polymere skiver settes inn som består av et kjemoterapeutisk medikament.

Dosen vil således være nøyaktig den som kreves og frigjøres i det berørte organet, noe som reduserer mulige bivirkninger i andre kroppssystemer betraktelig.

Proteinhydrogeler for å øke effektiviteten av injeksjonsbehandling med stamceller

I stamcellebasert terapi er det viktig at mengden som leveres til pasienten er klinisk tilstrekkelig. Videre er det nødvendig at dens levedyktighet opprettholdes in situ.

Den minst inntrengende måten å levere stamceller på er direkte injeksjon. Imidlertid tilbyr dette alternativet bare 5% cellelevedyktighet.

For å imøtekomme kliniske behov har spesialister utviklet et slankings- og selvhelbredende system som består av to proteiner som selv samles til hydrogeler.

Når dette hydrogel-systemet administreres i forbindelse med de terapeutiske cellene, forventes det å forbedre cellenes levedyktighet på de stedene der vevets iskemi eksisterer.

Det brukes også i tilfelle av perifer arteriell sykdom, der det er en prioritet å opprettholde levedyktigheten til cellene som tillater blodstrøm i nedre ekstremiteter

Sink for å angripe insulinproduserende celler

Insulininjeksjon fungerer ved å kontrollere symptomene på diabetes. Forskerne foreslår å handle direkte på betacellene i bukspyttkjertelen som genererer insulin. Nøkkelen kan være affiniteten til disse cellene for sink.

Betaceller akkumulerer sink omtrent 1000 ganger mer enn resten av cellene som utgjør de omkringliggende vevene. Denne egenskapen brukes til å identifisere dem og selektivt anvende medisiner som fremmer deres regenerering.

For å gjøre dette koblet forskerne et sinkchelateringsmiddel til et medikament som regenererer betaceller. Resultatet indikerer at stoffet også fikset på betaceller, noe som fikk dem til å formere seg.

I en test utført på rotter regenererte betaceller omtrent 250% mer enn andre celler.

NGAL som prediktor for akutt nyreskade

Lipocalin assosiert med nøytrofil gelatinase, kjent av forkortelsen NGAL, er et protein som brukes som biomarkør. Dens rolle er å oppdage akutt nyreskade hos personer med sigdceller. Hos disse pasienttyper spådde muligens serummåling begynnelsen av sykdommen.

Nyresykdommer, som økt kreatinin og urea, er en av komplikasjonene ved sigdcellesykdom. Forskning knytter NGAL til nefropati hos pasienter med diabetes type 2.

Dette gjør NGAL til et følsomt og viktig verktøy i kliniske omgivelser, på grunn av lave kostnader, enkel tilgang og tilgjengelighet.

Videre er det en sensitiv biomarkør som bidrar til tidlig påvisning, med et veldig bredt spekter for rutinemessig evaluering, under håndteringen av sigdcellesykdom.

D-vitamin, mycobacterium tuberculosis veksthemmer

Tuberkulose er først og fremst en lungesykdom assosiert med Mycobacterium tuberculosis. Utviklingen av sykdommen vil avhenge av responsen fra immunforsvaret, hvis effektivitet påvirkes av eksterne og interne faktorer, for eksempel genetikk.

Blant de eksterne faktorene er pasientens fysiologiske og ernæringsmessige status. Studier indikerer at vitamin D-mangel kan være direkte relatert til nedsatt regulering av immunforsvaret.

På denne måten vil immunmodulerende virkninger av nevnte system for M. tuberculosis bli påvirket. Den økte sjansen for å få tuberkulose kan være relatert til et lavt nivå av vitamin D.

Klinisk relevans indikerer at vitamin D3-indusert antituberkuløs terapi kan fungere som et supplement til tuberkulosebehandling

referanser

1. Atere AD, Ajani OF, Akinbo DB, Adeosun OA, Anombem OM (2018). Serumnivåer av Neutrophil Gelatinase-assosiert Lipocalin (NGAL) som prediktor for akutt nyreskade i sigdcelleceller. J Biomedical. Gjenopprettet fra jbiomeds.com
2. Campbell, A K. (1988) Chemiluminescence. Prinsipper og anvendelser innen biologi og medisin. ETDE Web. Gjenopprettet fra osti.gov.
3. Smith RC1, Rhodes SJ. (2000). Anvendelser av utviklingsbiologi til medisin og dyrehold. Gjenopprettet fra ncbi.nlm.nih.go
4. Ngan Huang, Sarah Heilshorn (2019). Protein-konstruerte hydrogeler for forbedret effektivitet av stamcellebasert injeksjonsterapi i en Murine-modell for perifer arteriell sykdom Stanford-universitetet. Gjenopprettet fra chemh.stanford.edu.
5. Nathan Collins (2018). Forskere bruker sink for å målrette insulinproduserende celler med regenererende medikament. Universitetet i Stanford. Gjenopprettet fra chemh.stanford.edu.
6. Nasjonalt senter for informasjon om bioteknologi (NCBI) (2003). Beyond the Molecular Frontier: Challenges for Chemistry and Chemical Engineering. Hentet fra: ncbi.nlm.nih.gov
7. Soni P, Shivangi, Meena LS (2018) Vitamin D-En immunmodulator og vekstinhibitor av Mycobacterium Tuberculosis H37Rv. Journal of Molecular Biology and Biothecnology. Gjenopprettet fra imedpub.com.