7 ỨNG DỤNG CỦA SINH HỌC TRONG Y HỌC - SINH HỌC - 2026

Các ứng dụng của sinh học trong y học là tất cả những công cụ thiết thực mà y sinh học cung cấp trong chẩn đoán trong phòng thí nghiệm, trong chăm sóc y tế và trong bất kỳ lĩnh vực nào khác liên quan đến sức khỏe.

Sinh học y tế cung cấp một loạt các phương pháp tiếp cận khoa học và công nghệ, có thể bao gồm từ chẩn đoán trong ống nghiệm đến liệu pháp gen. Ngành sinh học này áp dụng nhiều nguyên tắc chi phối khoa học tự nhiên trong thực hành y tế.

Mycobacterium tuberculosis. Nguồn: NIAID trên Flickr. , qua Wikimedia Commons

Đối với điều này, các chuyên gia tiến hành điều tra các quá trình sinh lý bệnh khác nhau, có tính đến các tương tác phân tử đến hoạt động toàn diện của sinh vật.

Do đó, y sinh học đưa ra những giải pháp thay thế mới liên quan đến việc tạo ra thuốc, với mức độ độc hại thấp hơn. Đồng thời, nó góp phần chẩn đoán sớm bệnh và điều trị bệnh.

Ví dụ về các ứng dụng của sinh học trong y học

Liệu pháp chọn lọc cho bệnh hen suyễn

SRS-A (chất phản ứng chậm của phản vệ) trước đây được cho là đóng một vai trò quan trọng trong bệnh hen suyễn, một tình trạng ảnh hưởng rất nhiều đến con người.

Các cuộc điều tra sau đó xác định rằng chất này là hỗn hợp giữa leukotriene C4 (LTC4), leukotriene E4 (LTE4) và leukotriene D4 (LTD4). Những kết quả này đã mở ra cánh cửa cho các phương pháp điều trị bệnh hen suyễn có chọn lọc.

Công việc này nhằm xác định một phân tử đặc biệt ngăn chặn hoạt động của LTD4 trong phổi, do đó tránh được việc thu hẹp đường thở.

Do đó, các loại thuốc có chứa chất điều chỉnh leukotriene đã được phát triển để sử dụng trong các liệu pháp điều trị hen suyễn.

Tính chọn lọc và thuốc chống viêm

Thuốc chống viêm không steroid (NSAID) từ lâu đã được sử dụng trong điều trị viêm khớp. Lý do chính là nó có hiệu quả cao trong việc ngăn chặn tác động của axit arachidonic, nằm trong enzym cyclooxygenase (COX).

Tuy nhiên, khi tác dụng của COX bị ức chế, nó cũng ngăn cản chức năng của nó như một chất bảo vệ đường tiêu hóa. Các nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng cyclooxygenase được tạo thành từ một họ enzym, trong đó 2 thành viên của nó có các đặc điểm rất giống nhau: CO-1 và COX-2.

COX-1 có tác dụng bảo vệ dạ dày, bằng cách ức chế enzym này sẽ làm mất khả năng bảo vệ của đường ruột. Yêu cầu cơ bản của loại thuốc mới sẽ được định hướng là ức chế chọn lọc COX-2, để đạt được tính lâu dài của cả hai chức năng: bảo vệ và chống viêm.

Các chuyên gia đã cố gắng cô lập một phân tử tấn công chọn lọc COX-2, vì vậy loại thuốc mới mang lại cả hai lợi ích; chất chống viêm không gây tổn thương đường tiêu hóa.

Các phương pháp thay thế dùng thuốc

Các phương pháp truyền thống sử dụng thuốc viên, xirô hoặc tiêm yêu cầu hóa chất phải đi vào máu và phân tán khắp cơ thể.

Vấn đề nảy sinh khi các tác dụng phụ xảy ra ở các mô hoặc cơ quan không dùng thuốc, với mức độ trầm trọng hơn là các triệu chứng này có thể xuất hiện trước khi đạt được mức điều trị mong muốn.

Trong trường hợp điều trị u não theo phương pháp truyền thống, thuốc phải có nồng độ cao hơn nhiều so với bình thường, do các rào cản của máu não. Hậu quả của những liều này, các tác dụng phụ có thể rất độc.

Để đạt được kết quả tốt hơn, các nhà khoa học đã phát triển một loại vật liệu sinh học bao gồm một thiết bị cao phân tử. Đây là chất tương hợp sinh học và hòa tan từ từ giải phóng thuốc. Trong trường hợp khối u não, khối u được cắt bỏ và chèn các đĩa cao phân tử được tạo thành từ một loại thuốc hóa trị liệu.

Do đó, liều lượng sẽ được chính xác theo yêu cầu và sẽ được giải phóng ở cơ quan bị ảnh hưởng, làm giảm đáng kể các tác dụng phụ có thể xảy ra ở các hệ thống cơ thể khác.

Hydrogel protein để nâng cao hiệu quả của liệu pháp tiêm tế bào gốc

Trong liệu pháp dựa trên tế bào gốc, điều quan trọng là số lượng cung cấp cho bệnh nhân phải đủ về mặt lâm sàng. Hơn nữa, điều cần thiết là khả năng tồn tại của nó phải được duy trì tại chỗ.

Cách ít xâm lấn nhất để cung cấp tế bào gốc là tiêm trực tiếp. Tuy nhiên, tùy chọn này chỉ cung cấp 5% khả năng tồn tại của tế bào.

Để đáp ứng nhu cầu lâm sàng, các bác sĩ chuyên khoa đã phát triển một hệ thống giảm béo và tự phục hồi bao gồm hai loại protein tự tập hợp thành hydrogel.

Khi hệ thống hydrogel này được sử dụng, kết hợp với các tế bào điều trị, nó được kỳ vọng sẽ cải thiện khả năng sống của tế bào tại những vị trí có thiếu máu cục bộ mô.

Nó cũng được sử dụng trong trường hợp bệnh động mạch ngoại vi, nơi ưu tiên duy trì khả năng tồn tại của các tế bào cho phép máu lưu thông ở chi dưới

Kẽm tấn công các tế bào sản xuất insulin

Tiêm insulin hoạt động bằng cách kiểm soát các triệu chứng của bệnh tiểu đường. Các nhà nghiên cứu đề xuất tác động trực tiếp lên các tế bào beta của tuyến tụy tạo ra insulin. Chìa khóa có thể là ái lực của các tế bào này với kẽm.

Tế bào beta tích lũy kẽm nhiều hơn khoảng 1.000 lần so với phần còn lại của các tế bào tạo nên các mô xung quanh. Đặc điểm này được sử dụng để xác định chúng và áp dụng một cách chọn lọc các loại thuốc thúc đẩy sự tái sinh của chúng.

Để làm được điều này, các nhà nghiên cứu đã liên kết tác nhân chelat kẽm với một loại thuốc tái tạo tế bào beta. Kết quả chỉ ra rằng thuốc cũng cố định trên các tế bào beta, khiến chúng sinh sôi.

Trong một thử nghiệm được tiến hành trên chuột, các tế bào beta tái sinh nhiều hơn khoảng 250% so với các tế bào khác.

NGAL như một yếu tố dự báo chấn thương thận cấp tính

Lipocalin liên kết với gelatinase của bạch cầu trung tính, được biết đến với tên viết tắt NGAL, là một protein được sử dụng làm dấu ấn sinh học. Vai trò của nó là phát hiện chấn thương thận cấp tính ở những người có tế bào hình liềm. Ở những bệnh nhân này, đo huyết thanh có thể dự đoán sự khởi phát của bệnh.

Rối loạn thận, chẳng hạn như tăng creatinin và urê, là một trong những biến chứng của bệnh hồng cầu hình liềm. Nghiên cứu kết hợp NGAL với bệnh thận ở bệnh nhân tiểu đường loại 2.

Điều này làm cho NGAL trở thành một công cụ nhạy cảm và quan trọng trong môi trường lâm sàng, do chi phí thấp, dễ tiếp cận và sẵn có.

Hơn nữa, nó là một dấu ấn sinh học nhạy cảm góp phần phát hiện sớm, với phạm vi rất rộng để đánh giá thường quy, trong quá trình quản lý bệnh hồng cầu hình liềm.

Vitamin D, chất ức chế vi khuẩn lao Mycobacterium tuberculosis

Bệnh lao chủ yếu là một bệnh phổi liên quan đến vi khuẩn Mycobacterium tuberculosis. Sự tiến triển của bệnh sẽ phụ thuộc vào phản ứng của hệ thống miễn dịch, hiệu quả của nó bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bên ngoài và bên trong, chẳng hạn như di truyền.

Trong số các yếu tố bên ngoài là tình trạng sinh lý và dinh dưỡng của bệnh nhân. Các nghiên cứu chỉ ra rằng sự thiếu hụt vitamin D có thể liên quan trực tiếp đến việc điều hòa hệ thống miễn dịch bị suy giảm.

Bằng cách này, các hoạt động điều hòa miễn dịch của hệ thống nói trên trên M. tuberculosis sẽ bị ảnh hưởng. Tăng khả năng mắc bệnh lao có thể liên quan đến lượng vitamin D thấp.

Mức độ liên quan về mặt lâm sàng chỉ ra rằng liệu pháp kháng lao do vitamin D3 có thể hoạt động như một chất hỗ trợ điều trị bệnh lao

Người giới thiệu

1. Atere AD, Ajani OF, Akinbo DB, Adeosun OA, Anombem OM (2018). Mức độ huyết thanh của Lipocalin liên kết với gelatinase trung tính (NGAL) là Dự báo về Tổn thương thận cấp tính ở các đối tượng tế bào hình liềm. J Y sinh. Khôi phục từ jbiomeds.com
2. Campbell, A K. (1988) Sự phát quang hóa học. Nguyên lý và ứng dụng trong sinh học và y học. Web ETDE. Đã khôi phục từ osti.gov.
3. Smith RC1, Rhodes SJ. (2000). Các ứng dụng của sinh học phát triển vào y học và nông nghiệp chăn nuôi. Đã khôi phục từ ncbi.nlm.nih.go
4. Ngân Hoàng, Sarah Heilshorn (2019). Protein được thiết kế hydrogel để cải thiện hiệu quả của liệu pháp tiêm dựa trên tế bào gốc trong một mô hình Murine cho bệnh động mạch ngoại vi trường đại học Stanford. Được khôi phục từ chemh.stanford.edu.
5. Nathan Collins (2018) Các nhà nghiên cứu sử dụng kẽm để nhắm mục tiêu các tế bào sản xuất insulin bằng thuốc tái tạo. Đại học Stanford. Được khôi phục từ chemh.stanford.edu.
6. Trung tâm Thông tin Công nghệ Sinh học Quốc gia (NCBI) (2003). Vượt ra ngoài biên giới phân tử: Những thách thức đối với Hóa học và Kỹ thuật Hóa học. Lấy từ: ncbi.nlm.nih.gov
7. Soni P, Shivangi, Meena LS (2018) Vitamin D-Một chất ức chế tăng trưởng và điều biến miễn dịch của Mycobacterium Tuber tuberculosis H37Rv. Tạp chí Sinh học Phân tử và Công nghệ Sinh học. Khôi phục từ imedpub.com.