aplikasi biologi dalam kedokteran adalah semua alat praktis yang menawarkan biomedis di diagnosa laboratorium, dalam perawatan medis dan di area lain yang berkaitan dengan kesehatan.
Biologi medis menawarkan berbagai pendekatan teknologi dan ilmiah, yang dapat berkisar dari diagnostik in vitro hingga terapi gen. Disiplin biologi ini menerapkan berbagai prinsip yang mengatur ilmu-ilmu alam dalam praktik medis.
Mycobacterium tuberculosis. Sumber: NIAID di Flickr. [Domain publik], melalui Wikimedia Commons
Untuk ini, para spesialis melakukan penyelidikan terhadap proses patofisiologis yang berbeda, dengan mempertimbangkan dari interaksi molekuler hingga fungsi integral organisme.
Dengan demikian, biomedis menawarkan alternatif baru sehubungan dengan pembuatan obat-obatan, dengan tingkat toksik yang lebih rendah. Dengan cara yang sama, ini berkontribusi pada diagnosis dini penyakit dan pengobatannya.
Contoh aplikasi biologi dalam kedokteran
Terapi selektif untuk asma
SRS-A (zat anafilaksis yang bereaksi lambat) sebelumnya dianggap memainkan peran penting dalam asma, suatu kondisi yang sangat menimpa manusia.
Penyelidikan selanjutnya menentukan bahwa zat ini adalah campuran antara leukotrien C4 (LTC4), leukotrien E4 (LTE4) dan leukotrien D4 (LTD4). Hasil ini membuka pintu untuk pengobatan selektif baru untuk asma.
Pekerjaan itu bertujuan untuk mengidentifikasi molekul yang secara khusus memblokir aksi LTD4 di paru-paru, sehingga mencegah penyempitan saluran udara.
Akibatnya, obat yang mengandung pengubah leukotrien dikembangkan untuk digunakan dalam terapi asma.
Selektivitas dan obat anti-inflamasi
Obat antiinflamasi nonsteroid (NSAID) telah lama digunakan dalam pengobatan radang sendi. Alasan utamanya adalah efektivitasnya yang tinggi menghalangi efek asam arakidonat, yang terletak di enzim siklooksigenase (COX).
Namun, ketika efek COX dihambat, itu juga mencegah fungsinya sebagai pelindung saluran cerna. Studi terbaru menunjukkan bahwa siklooksigenase terdiri dari keluarga enzim, di mana 2 anggotanya memiliki karakteristik yang sangat mirip: CO-1 dan COX-2.
COX-1 memiliki efek gastroprotektif, dengan menghambat enzim ini, perlindungan saluran usus hilang. Persyaratan mendasar dari obat baru akan diorientasikan untuk secara selektif menghambat COX-2, untuk mencapai keabadian dari kedua fungsi: pelindung dan anti-inflamasi.
Para spesialis mampu mengisolasi molekul yang secara selektif menyerang COX-2, sehingga obat baru ini menawarkan kedua manfaat; anti-inflamasi yang tidak menyebabkan kerusakan gastrointestinal.
Metode alternatif pemberian obat
Metode tradisional pemberian pil, sirup, atau suntikan membutuhkan bahan kimia untuk memasuki aliran darah, untuk disebarkan ke seluruh tubuh.
Masalah terjadi ketika efek samping terjadi pada jaringan atau organ yang tidak dimaksudkan dengan obat, dengan kejengkelan bahwa gejala ini dapat muncul sebelum tingkat terapeutik yang diinginkan tercapai.
Dalam kasus pengobatan tradisional tumor otak, obat harus memiliki konsentrasi yang jauh lebih tinggi dari biasanya, karena hambatan darah-otak. Sebagai konsekuensi dari dosis ini, efek sampingnya bisa sangat beracun.
Untuk mencapai hasil yang lebih baik, para ilmuwan telah mengembangkan biomaterial yang terdiri dari perangkat polimer. Ini biokompatibel dan larut perlahan melepaskan obat. Dalam kasus tumor otak, tumor diangkat dan cakram polimer yang terbuat dari obat kemoterapi dimasukkan.
Dengan demikian, dosis akan persis seperti yang dibutuhkan dan akan dilepaskan di organ yang terkena, sangat mengurangi kemungkinan efek kolateral pada sistem tubuh lainnya.
Hidrogel protein untuk meningkatkan kemanjuran terapi injeksi sel induk
Dalam terapi berbasis sel punca, penting bahwa jumlah yang diberikan kepada pasien sesuai secara klinis. Selain itu, kelangsungan hidupnya perlu dipertahankan in situ.
Cara paling tidak invasif untuk mengirimkan sel punca adalah injeksi langsung. Namun, opsi ini hanya menawarkan viabilitas sel 5%.
Untuk memenuhi kebutuhan klinis, para spesialis telah mengembangkan sistem pelangsingan dan penyembuhan diri yang terdiri dari dua protein yang dirakit sendiri menjadi hidrogel.
Ketika sistem hidrogel ini diberikan, bersama dengan sel-sel terapeutik, diharapkan dapat meningkatkan viabilitas sel di tempat-tempat di mana terdapat iskemia jaringan.
Ini juga digunakan dalam kasus penyakit arteri perifer, di mana merupakan prioritas untuk menjaga kelangsungan hidup sel-sel yang memungkinkan aliran darah di ekstremitas bawah.
Seng untuk menyerang sel penghasil insulin
Injeksi insulin bekerja dengan mengontrol gejala diabetes. Para peneliti mengusulkan untuk bertindak langsung pada sel beta pankreas yang menghasilkan insulin. Kuncinya bisa jadi afinitas sel-sel ini untuk seng.
Sel beta mengakumulasi seng sekitar 1.000 kali lebih banyak daripada sel-sel lain yang membentuk jaringan di sekitarnya. Karakteristik ini digunakan untuk mengidentifikasi mereka dan secara selektif menerapkan obat yang mendorong regenerasi mereka.
Untuk ini, para peneliti menghubungkan agen pengkelat seng dengan obat yang meregenerasi sel beta. Hasilnya menunjukkan bahwa obat tersebut juga terikat pada sel beta, menyebabkan mereka berkembang biak.
Dalam tes pada tikus, sel beta beregenerasi sekitar 250% lebih banyak dari sel lain.
NGAL sebagai prediktor cedera ginjal akut
Lipocalin yang terkait dengan neutrofil gelatinase, yang dikenal dengan akronim NGAL, adalah protein yang digunakan sebagai biomarker. Fungsinya untuk mendeteksi cedera ginjal akut pada individu dengan sel sabit. Pada pasien jenis ini, pengukuran serum mungkin memprediksi timbulnya penyakit.
Gangguan ginjal, seperti peningkatan kreatinin dan ureum, merupakan salah satu komplikasi penyakit sel sabit. Penelitian mengaitkan NGAL dengan nefropati pada pasien dengan diabetes tipe 2.
Hal ini membuat NGAL menjadi alat yang sensitif dan penting dalam pengaturan klinis, karena biayanya yang rendah, akses yang mudah, dan ketersediaan.
Selain itu, ini adalah biomarker sensitif yang berkontribusi pada deteksi dini, dengan rentang yang sangat luas untuk evaluasi rutin, selama pengelolaan penyakit sel sabit.
Vitamin D, penghambat pertumbuhan Mycobacterium tuberculosis
Tuberkulosis terutama merupakan penyakit paru-paru yang berhubungan dengan Mycobacterium tuberculosis . Perkembangan penyakit akan tergantung pada respons sistem kekebalan, yang efektivitasnya dipengaruhi oleh faktor eksternal dan internal, seperti genetika.
Di antara faktor eksternal adalah status fisiologis dan gizi pasien. Studi menunjukkan bahwa kekurangan vitamin D mungkin berhubungan langsung dengan gangguan regulasi sistem kekebalan tubuh.
Dengan cara ini, tindakan imunomodulator sistem tersebut pada M. tuberculosis akan terpengaruh . Peningkatan kemungkinan tertular tuberkulosis dapat dikaitkan dengan tingkat vitamin D yang rendah.
Relevansi klinis menunjukkan bahwa terapi antituberkulosis yang diinduksi vitamin D3 dapat bertindak sebagai tambahan untuk pengobatan tuberkulosis
Referensi
- Atere AD, Ajani OF, Akinbo DB, Adeosun OA, Anombem OM (2018). Kadar Serum Neutrofil Gelatinase-Associated Lipocalin (NGAL) sebagai Prediktor Cedera Ginjal Akut pada Subyek Sel Sabit. J Biomedis. Dipulihkan dari jbiomeds.com
- Campbell, AK (1988) Chemiluminescence. Prinsip dan aplikasi dalam biologi dan kedokteran. Web ETDE. Dipulihkan dari osti.gov.
- Smith RC1, Rhodes SJ. (2000). Kegunaan biologi perkembangan untuk kedokteran dan peternakan. Dipulihkan dari ncbi.nlm.nih.go
- Ngan Huang, Sarah Heilshorn (2019). Hidrogel Rekayasa Protein untuk Peningkatan Khasiat Terapi Injeksi Berbasis Sel Induk dalam Model Murine untuk Penyakit Arteri Perifer Universitas Stanford. Dipulihkan dari chemh.stanford.edu.
- Nathan Collins (2018) Peneliti menggunakan seng untuk menargetkan sel penghasil insulin dengan obat regeneratif. Universitas Stanford. Dipulihkan dari chemh.stanford.edu.
- Pusat Nasional untuk Informasi Bioteknologi (NCBI) (2003). Beyond the Molecular Frontier: Tantangan untuk Kimia dan Teknik Kimia. Diambil dari: ncbi.nlm.nih.gov
- Soni P, Shivangi, Meena LS (2018) Vitamin D-An Immune Modulator dan Growth Inhibitor Mycobacterium Tuberculosis H37Rv. Jurnal Biologi Molekuler dan Bioteknologi. Dipulihkan dari imedpub.com.
