Глобалните трендови биотехнолошка

Брзиот развој на модерната биотехнологија доаѓа во неколку клучни области, од кои секоја веќе постигна ветувачки резултати.

Регенеративната медицина: од вештачка кожа да се закрпи за срцето

А зачудувачки пример на биотехнологијата е да се најде на биомаркери за рана дијагноза на малигни тумори

Развој на технологии на регенеративната медицина е една од најитните проблеми на модерната наука. трансплантација на операција за донирање органи вклучува ризик од отфрлање, како и бројот на пациенти кои имаат потреба од таков третман, секогаш е значително го надминува капацитетот на клиниките. Првиот е да се напомене создавање на различни супституенти на кожата, кои се користат во клиника за лекување на изгореници или хронично оштетување на кожата. Напредокот во оваа област ќе ви овозможи да ги користат кожни графтови содржат генетски модифицирани клетки. Ова го прави можно да се елиминира генетски дефекти, да ги подобрат своите пресадување, па дури и се воспостави систем за синтеза на хормоните неопходни за организмот.

Вештачки садови создадена од сопствените клетки на крвните садови епител, а потоа да се срушат во телото на синтетички подлоги, веќе почнуваат да се користи во клиничката пракса. Нивната главна предност е тоа што по вештачки деградација на подлогата, телото заменува свој здравите клетки. Слични пристапи се користат во миокарден ткиво биоинженеринг.

Лекови од природни извори

Способноста на живите организми за синтеза биолошки активни стереоизомери често ги прави незаменлив и единствениот извор на органски молекули. Експертите проценуваат дека во САД, околу 50 проценти од лековите кои се користат за хемотерапија се деривати на компоненти од растителни екстракти. Во повеќето случаи, биолошки активни супстанции се синтетизира од страна на растенијата се секундарни метаболити - ниска молекуларна тежина соединенија кои обезбедуваат заштита на растенијата од штетници и патогени. И покрај тоа што има повеќе од 50 се карактеризира tysyach секундарни метаболити, ова претставува само околу десет проценти од капацитетот биосинтетско на растенијата. Покрај растенијата биолошки активни супстанции се синтетизира и се собира во бактерии, габи, морски организми, инсекти, па дури и водоземци. Современите истражувања програми за откривање на лекови вклучуваат истовремено автоматски сет за тестирање на екстракти за присуство на широк спектар на биолошките активности. Така е пронајден потентен антитуморна соединение: таксолот од кората на тиса.

Видео: Во Астана ги претстави најдобрите светски стандарди на земјоделска технологија и биотехнологија

Често, на ниво на вредни супстанции во растенијата е исклучително низок, и хемиска синтеза - премногу комплицирано. На пример, за да се задоволат годишните потреби на пазарот на таксолот ќе треба да се извлече од кората на неколку стотици илјади дрвја! Во овој случај, истражувачите првично утврди патека биосинтетско ензимски молекули во клетките, а потоа изолирани (клонирани) гените кои ги кодираат соодветните ензими и оптимизирате нив. Конечно, добиените ген е воведен во соодветен биолошки систем за производство на вредни супстанции. Еклатантен пример за овој развој е стекнување на антималарични артемисинин во квасец терпени.

Антителата реализација на лекот директно во туморот

Испорака на лекови директно во туморот овозможува да се зголеми ефектот на лекот и да се намали несакани ефекти на други ткива и органи

Испорака на лекови директно во туморот овозможува да се зголеми ефектот на лекот и да се намали несакани ефекти на други ткива и органи. Обично се користи за оваа намена, моноклонални антитела или фрагменти од него, специфични за различни типови на тумори. Во моментот на пазарот постојат неколку видови на антитела, кои се споени (конјугиран) со различни лекови: цитотоксични соединенија, токсини (особено габични потекло) или радиоизотопи. Предноста на вториот е дадено радионуклиди дека дури и може да ги уништи клетките на туморот содржи на површината малку сидра антигени. Од друга страна, овој тип на конјугати имаат поголем ризик од оштетување на здравото ткиво. Фотодинамична терапија - метод на третман на тумори, овозможувајќи уништи заболеното ткиво без оштетување на здравите. Под влијание на светлината претходно нереактивни дрога супстанција се активира и ги уништува околното ткиво.

Меѓу последните случувања во оваа област треба да се напомене фототоксични систем за испорака на протеин на тумор користење фрагменти на антитела. Како photoactive агент, истражувачите користеле црвен флуоресцентен протеин «KillerRed» - «Црвениот убиец". Транспорт дел од структурата е одговорна за пренос на "црвено убиец" до целта - малигнитет мобилен е протеин фрагмент на антитела 4D5, е широко се користи во голем број на клинички имунотерапија на тумори.

Третман на генетски болести

До денес, генетска терапија е брзо се развиваат на полето на биотехнологијата и се смета за потенцијално универзална пристап кон третманот на широк спектар на услови: наследени, рак, па дури и заразни.

Вектор системи врз основа на вирусниот геном елементи кои се дизајнирани за лекување на рак, овозможувајќи убиец ген дава директно во туморот, што резултира во себе почнува да произведува цитотоксични протеини

Различни превозници се користи за испорака на генетски материјал во човечки клетки, и нејзината интеграција во геномот, на пример, вештачки Липозомот наночестички или катјонски емулзија. За третман на рак развиени вектор систем врз основа на вирусен геном елементи кои дозволуваат да се воведе убиец ген директно во туморот, што резултира во себе почнува да произведува цитотоксични протеини.

Во ноемврискиот број на «Наука» списание, тоа беше објавено успешна употреба на генетска терапија за лекување на adrenoleukodystrophy (фатални невродегенеративни болести). Дефектен ген во коскената срцевина матични клетки на пациентите беше заменет со нормална форма, по што клетките се вратени на телото. За таа цел, сме развиле нов вектор за пренесување на генетскиот материјал во човечките клетки и присоединувањето. Научниците "разоружаа" од вирусот на хумана имунодефициенција, отстранување на сите гени, оставајќи само школка, можат да навлезат во клетките. Во него беше ставен на ДНК кој содржи точниот ген низа и да помогне да се интегрираат во хромозомот. Научниците веруваат дека тие се создадени врз основа на ХИВ вектор честички може да послужи како универзален носач за различните гени.

Декодирање на геномот во еден ден

истражувачки програми модерна геном го стимулираа развојот на брзи, точни и ефикасни методи за анализа на нуклеинските киселини - секвенционирање

истражувачки програми модерна геном го стимулираа развојот на брзи, точни и ефикасни методи за анализа на нуклеинските киселини - секвенционирање. Целта на ваквата анализа е да се добијат информации за локација од низа на секој од четирите типови на nucleobases во долга ДНК молекулата. Оваа низа е, од своја страна, го одредува низа на аминокиселини во молекулот на протеин кодиран од ДНК во овој дел, а со тоа и својства на ензимот.

Секвенционирање техника првично се претпоставува комплексни хемиски модификација на ДНК користење на радиоактивни етикети. Современите методи на секвенционирање користење на полимераза верижна реакција, и радиоактивни етикети се заменува со флуоресцентни. Автоматски секвенцери се во можност истовремено да се анализира стотици примероци од ДНК и за вршење на анализи 24 на ден. Електрофореза гелови не помине, а во ultrathin капилари, кој може значително да се зголеми брзината и чувствителноста на анализа.

Алтернатива на овој метод е неодамна разви метод на "секвенционирање со синтеза" или pyrosequencing. Во времето на приклучи еден од четирите можни нуклеотиди на зголемената синџир на ДНК (комплементарни со главниот синџир) посебни ензимот луцифераза поднесува светлосен сигнал. Ако знаеш точно нуклеотиди кои се присутни во раствор во времето на сигналот, тоа е можно да се одреди редоследот на нивното пристапување. Како резултат на тоа, истражувачите може да се открие поврзаноста на 25 милиони бази со 99 проценти точност од четири часа.

Напредок во разбирањето на кој гените и нивната кодирани протеини се одговорни за болеста ќе ви овозможи да изберете опсег на лекови е многу поефикасно да се справат со одредени болест, наместо поединечни лекови

Видео: [Otus] Викторија Coren - Otus летна школа - 2016

Третман на тешка болест - напад врз повеќе цели

Стратегијата на современ третман од најсериозните болести вклучува истовремено влијание врз неколку цели - молекуларна фази на развој на патолошкиот процес. Напредок во разбирањето на кој гените и нивната кодирани протеини се одговорни за болеста ќе ви овозможи да изберете опсег на лекови е многу поефикасно да се справат со одредени болест, наместо поединечни производи.

Највпечатливо пример за лекување на одредена болест на сличен начин - терапија за ХИВ инфекција. Во моментов, на третман на HIV инфекција тоа не е препорачливо да се користи комбинација на инхибитори на ХИВ, кој се состои од најмалку три лекови кои дејствуваат на различни ензими на вирусот, блокирање на соодветно различен фази на вирусна инфекција. Ваквиот пристап го прави возможно да значително да го продолжи животот на ХИВ-инфицирани пациенти - СИДА во САД се пресели од категоријата на неизлечиви на бројот на хронични болести. Во моментов, меѓу научниците не се сомнева во фактот дека успешно лекување на рак, исто така, ќе биде врз основа на истовремен прием на лекови кои дејствуваат на различни елементи на клетките на ракот. терапија Multitargetnaya е изводливо и ветува не само поради својата ефикасност со супресија на туморот, но исто така и можности за надминување на рак на отпорот ќелија на различни лекови, која е една од најважните задачи на антиканцер терапија.

Поради своите карактеристики на матични клетки за неколку децении е еден од најпознатите напредна медицинска технологија објекти

Матични клетки - лекар во рамките на пациентот

Матични клетки - мејнстрим прогениторни клетки кои доведуваат до сите органи и ткива од телото. Нивната задача - обновување на оштетените области или мртви.

Видео: Новата реалност, а не криза! глобалните трендови

Поради своите карактеристики на матични клетки за неколку децении е еден од најпознатите напредна медицинска технологија објекти. Тие лекување на широк спектар на болести - псоријаза и коронарна срцева болест на генетски болести и трансплантација на органи (види примери во други делови од овој напис). Најнови достигнувања во клеточна терапија вклучуваат развој на методи за матични клетки стимулација да се разликува во одреден тип на ткиво директно во телото на пациентот. Истражувачите го научиле како да се стимулира коскената срцевина (која произведува нормално предок крвни клетки) да го објави два други видови на матични клетки (способни за намалување, вклучувајќи и 'рскавица, коска и крвните садови). Научниците предвидуваат најширока перспектива за неговиот метод: пациентот е да се има срцев удар или фрактура примен во болница, таа добива лек кој го стимулира своите матични клетки, по што тие самите се ангажирани во "поправка" оштетени органи.

Синтеза гени за фармацевтската индустрија

Брзиот раст на пазарот на фармацевтски производи, а развојот на различни системи за хетерологни генската експресија предизвика побарувачката за евтини и точни методи за синтеза на нуклеинска киселина. Спроведена во текот на изминатата деценија, развој помогна да се зголеми ефикасноста на протоколот за синтеза 5-7 илјади време и намалување на трошоците за повеќе од 50 пати (со тоа зголемување на точноста на процесот). До денес многу биотехнологијата компании обезбедуваат услуги за автоматски синтеза ген секвенци шифрира фармацевтски протеини, прилагодени за изразување системи биотехнолошки. Просечната цена на синтеза е околу 0,4 долари по пар.

Фармакогенетика е еден од претходниците на лична (индивидуална) медицината, во која парадигма на "еден лек за сите" се заменува со "правото лек за секој пациент"

Правилната лекови - за секој пациент

Во описот на секоја модерна фармаколошки агенси присутни информации за неговите несакани ефекти и можни алергиски реакции. Ова значи дека одредени генетски метаболички од некои бројот на пациенти кои не им дозволува правилно да го метаболизираат супстанции кои го сочинуваат дрога. На пример, околу педесет проценти од луѓето со астма не се добие ослободување од употреба на астма лекови или таа класа. Фармакогенетика е еден од претходниците на лична (индивидуална) медицината, во која парадигма на "еден лек за сите" се заменува со "правото лек за секој пациент." Ова значи дека пациентите, во зависност од нивните генетски и епигенетските (не е зададен од гените) карактеристики ќе бидат групирани така што докторот беше во можност да се предвиди карактеристики на болеста и да се примени соодветен третман со минимален ризик и несакани ефекти.

Видео: El'konin Борис Даниловиќ - "Глобални трендови во образованието и едукацијата во развојот"

Во наједноставен случај, еден ген може да бидат вклучени во одговор на телото на лекови. По утврдување на несакани варијанта (алел) може да се оптимизира терапија за соодветната група на пациенти. Особено е важно да се студии за терапијата на ракот. Антинеопластични лекови, од една страна, имаат висока токсичност, од друга - терапија неефикасни лекови може да доведе до трагични последици. Затоа, фармакогенетски студии ќе се прилагоди терапија за пациенти со "неуспешни" варијанта на генот со менување на дозата или негова замена.

Се верува дека поголемиот дел од дрога комуницирате со протеински молекули. Затоа, сеопфатна студија на спектарот на протеини може да се забрза развојот на нови дијагностички и терапевтски алатки

Proteomics - клуч за дијагноза

Proteomics студирање метаболизмот на протеини во живото тело: синтеза нивната реакција и распаѓање. Често може да се види врската помеѓу болеста и промена на спектарот или карактеристиките на протеини синтетизира од страна на телото. Се верува дека поголемиот дел од дрога комуницирате со протеински молекули. Затоа, сеопфатна студија на спектарот на протеини може да се забрза развојот на нови дијагностички и терапевтски агенси.

А зачудувачки пример е на листата на биомаркери за рана дијагноза на малигни тумори. До денес, во текот на истражувањата во различни лаборатории ширум светот се идентификувани голем број на нови протеини кои служат како биомаркери за рак тумори на различни локализација. Важен аспект е развој на комплексни панели на биомаркери кои ќе ви овозможи посигурно да се открие присуство на болест. Во прилог на малигни тумори активно изучува биомаркери од кардиоваскуларни, белодробни, гастроинтестинални и многу други болести.

Јуриј Shelud'ko