7 APLIKASI BIOLOGI DALAM PERUBATAN - BIOLOGI - 2025

The aplikasi biologi dalam bidang perubatan adalah semua alat-alat praktikal yang ditawarkan bioperubatan dalam bidang diagnostik makmal, dalam rawatan perubatan dan dalam mana-mana kawasan lain yang berkaitan dengan kesihatan.

Biologi perubatan menawarkan pelbagai pendekatan teknologi dan ilmiah, yang dapat terdiri dari diagnostik in vitro hingga terapi gen. Disiplin biologi ini menerapkan pelbagai prinsip yang mengatur sains semula jadi dalam amalan perubatan.

Mycobacterium tuberculosis. Sumber: NIAID di Flickr. , melalui Wikimedia Commons

Untuk ini, pakar menjalankan penyelidikan mengenai proses patofisiologi yang berbeza, dengan mengambil kira dari interaksi molekul hingga fungsi organisma yang tidak terpisahkan.

Oleh itu, bioperubatan menawarkan alternatif baru berkaitan dengan penciptaan ubat-ubatan, dengan tahap toksik yang lebih rendah. Dengan cara yang sama, ini menyumbang kepada diagnosis awal penyakit dan rawatannya.

Contoh aplikasi biologi dalam perubatan

Terapi selektif untuk asma

SRS-A (bahan anafilaksis yang bertindak balas perlahan) sebelum ini dianggap memainkan peranan penting dalam asma, suatu keadaan yang sangat menimpa manusia.

Penyiasatan selanjutnya menentukan bahawa bahan ini adalah campuran antara leukotriena C4 (LTC4), leukotriena E4 (LTE4) dan leukotriena D4 (LTD4). Hasil ini membuka pintu untuk rawatan selektif baru untuk asma.

Karya ini bertujuan untuk mengenal pasti molekul yang secara khusus menyekat tindakan LTD4 di paru-paru, sehingga mengelakkan penyempitan saluran udara.

Akibatnya, ubat-ubatan yang mengandungi pengubah leukotriena dikembangkan untuk digunakan dalam terapi asma.

Ubat selektif dan anti-radang

Ubat anti-radang bukan steroid (NSAID) telah lama digunakan dalam rawatan artritis. Sebab utama adalah keberkesanannya yang tinggi dalam menyekat kesan asid arakidonat, yang terdapat di dalam enzim siklooksigenase (COX).

Namun, apabila kesan COX dihambat, ia juga menghalang fungsinya sebagai pelindung gastrousus. Kajian terbaru menunjukkan bahawa siklooksigenase terdiri dari sekelompok enzim, di mana 2 anggotanya mempunyai ciri yang sangat serupa: CO-1 dan COX-2.

COX-1 mempunyai kesan gastroprotektif, dengan menghalang enzim ini, perlindungan saluran usus hilang. Keperluan asas ubat baru akan berorientasikan untuk menghalangi COX-2 secara selektif, untuk mencapai kekekalan kedua fungsi: pelindung dan anti-radang.

Pakar berjaya mengasingkan molekul yang menyerang COX-2 secara selektif, jadi ubat baru ini menawarkan kedua-dua kebaikan; anti-radang yang tidak menyebabkan kerosakan gastrousus.

Kaedah alternatif pemberian ubat

Kaedah tradisional pemberian pil, sirap, atau suntikan memerlukan bahan kimia memasuki aliran darah, untuk disebarkan ke seluruh badan.

Masalahnya berlaku apabila kesan sampingan berlaku pada tisu atau organ yang ubatnya tidak dimaksudkan, dengan bertambahnya gejala ini dapat muncul sebelum tahap terapi yang diinginkan dicapai.

Dalam kes rawatan tradisional tumor otak, ubat mesti mempunyai kepekatan yang jauh lebih tinggi daripada biasa, kerana halangan darah-otak. Akibat daripada dos ini, kesan sampingannya sangat beracun.

Untuk mencapai hasil yang lebih baik, para saintis telah mengembangkan biomaterial yang terdiri daripada alat polimer. Ini tidak serasi dan larut secara perlahan melepaskan ubat. Dalam kes tumor otak, tumor dikeluarkan dan cakera polimer dimasukkan yang terdiri dari ubat kemoterapi.

Oleh itu, dos yang diperlukan adalah tepat dan akan dilepaskan di organ yang terjejas, mengurangkan kemungkinan kesan sampingan pada sistem badan yang lain.

Hidrogel protein untuk meningkatkan keberkesanan terapi suntikan sel stem

Dalam terapi berasaskan sel stem, adalah penting bahawa jumlah yang disampaikan kepada pesakit mencukupi secara klinikal. Selanjutnya, adalah mustahak untuk mengekalkan daya maju di situ.

Cara paling tidak invasif untuk menghantar sel stem adalah suntikan langsung. Walau bagaimanapun, pilihan ini menawarkan daya maju sel hanya 5%.

Untuk memenuhi keperluan klinikal, pakar telah mengembangkan sistem pelangsingan dan penyembuhan diri yang terdiri daripada dua protein yang tersusun sendiri menjadi hidrogel.

Apabila sistem hidrogel ini diberikan, bersama dengan sel-sel terapeutik, diharapkan dapat meningkatkan daya hidup sel di tempat-tempat di mana terdapat iskemia tisu.

Ia juga digunakan dalam kasus penyakit arteri perifer, di mana menjadi keutamaan untuk menjaga daya maju sel yang memungkinkan aliran darah di bahagian bawah kaki

Zink untuk menyerang sel penghasil insulin

Suntikan insulin berfungsi dengan mengawal gejala diabetes. Para penyelidik mencadangkan bertindak secara langsung pada sel beta pankreas yang menghasilkan insulin. Kuncinya adalah pertalian sel-sel ini dengan zink.

Sel beta mengumpul zink kira-kira 1.000 kali lebih banyak daripada sel-sel selebihnya yang membentuk tisu di sekitarnya. Ciri ini digunakan untuk mengenal pasti mereka dan secara selektif menggunakan ubat-ubatan yang mendorong pertumbuhan semula mereka.

Untuk melakukan ini, para penyelidik mengaitkan agen zink chelating dengan ubat yang menjana semula sel beta. Hasilnya menunjukkan bahawa ubat itu juga tetap pada sel beta, menyebabkannya membiak.

Dalam ujian yang dilakukan pada tikus, sel beta tumbuh semula sekitar 250% lebih banyak daripada sel lain.

NGAL sebagai peramal kecederaan buah pinggang akut

Lipocalin yang berkaitan dengan gelatinase neutrofil, yang dikenali dengan singkatan NGAL, adalah protein yang digunakan sebagai biomarker. Peranannya adalah untuk mengesan kecederaan buah pinggang akut pada individu dengan sel sabit. Pada pesakit jenis ini, pengukuran serum mungkin meramalkan bermulanya penyakit.

Gangguan buah pinggang, seperti peningkatan kreatinin dan urea, adalah salah satu komplikasi penyakit sel sabit. Penyelidikan mengaitkan NGAL dengan nefropati pada pesakit diabetes jenis 2.

Ini menjadikan NGAL sebagai alat yang sensitif dan penting dalam keadaan klinikal, kerana kosnya yang rendah, akses mudah, dan ketersediaan.

Selanjutnya, ia adalah biomarker sensitif yang menyumbang kepada pengesanan awal, dengan penilaian yang sangat luas untuk rutin penilaian, semasa pengurusan penyakit sel sabit.

Vitamin D, perencat pertumbuhan Mycobacterium tuberculosis

Tuberkulosis terutamanya penyakit paru-paru yang berkaitan dengan Mycobacterium tuberculosis. Perkembangan penyakit ini akan bergantung pada tindak balas sistem imun, yang keberkesanannya dipengaruhi oleh faktor luaran dan dalaman, seperti genetik.

Antara faktor luaran adalah status fisiologi dan pemakanan pesakit. Kajian menunjukkan bahawa kekurangan vitamin D mungkin secara langsung berkaitan dengan gangguan sistem kekebalan tubuh.

Dengan cara ini, tindakan imunomodulator sistem tersebut pada M. tuberculosis akan terjejas. Peningkatan peluang dijangkiti tuberkulosis mungkin berkaitan dengan tahap rendah vitamin D.

Relevansi klinikal menunjukkan bahawa terapi antituberkulosis yang disebabkan oleh vitamin D3 dapat bertindak sebagai tambahan untuk rawatan tuberkulosis

Rujukan

1. Atere AD, Ajani OF, Akinbo DB, Adeosun OA, Anombem OM (2018). Tahap Serum Lipocalin Berkaitan Neutrophil Gelatinase (NGAL) sebagai Prediktor Kecederaan Ginjal Akut pada Subjek Sel Sickle. J Bioperubatan. Dipulihkan dari jbiomeds.com
2. Campbell, A K. (1988) Chemiluminescence. Prinsip dan aplikasi dalam biologi dan perubatan. Web ETDE. Dipulihkan dari osti.gov.
3. Smith RC1, Rhodes SJ. (2000). Aplikasi biologi perkembangan untuk perubatan dan pertanian haiwan. Dipulihkan dari ncbi.nlm.nih.go
4. Ngan Huang, Sarah Heilshorn (2019). Protein-Engineered Hydrogels untuk Peningkatan Keberkesanan Terapi Suntikan Berasaskan Sel Stem dalam Model Murine untuk Periferal Arterial Disease Stanford universiti. Dipulihkan dari chemh.stanford.edu.
5. Nathan Collins (2018). Para penyelidik menggunakan zink untuk menargetkan sel penghasil insulin dengan ubat regeneratif. Universiti Stanford. Dipulihkan dari chemh.stanford.edu.
6. Pusat Maklumat Nasional Bioteknologi (NCBI) (2003). Beyond the Molecular Frontier: Cabaran untuk Kimia dan Kejuruteraan Kimia. Diambil dari: ncbi.nlm.nih.gov
7. Soni P, Shivangi, Meena LS (2018) Vitamin D-An Immune Modulator and Growth Inhibitor of Mycobacterium Tuberculosis H37Rv. Jurnal Biologi Molekul dan Biothecnology. Dipulihkan dari imedpub.com.