7 applications de la biologie en médecine
Les applications de la biologie en médecine sont tous les outils pratiques offerts par la biomédecine dans les diagnostics de laboratoire, les soins médicaux et tout autre domaine lié à la santé.
La biologie médicale offre un large éventail d'approches technologiques et scientifiques, allant du diagnostic in vitro à la thérapie génique. Cette discipline de la biologie applique la variété des principes qui régissent les sciences naturelles dans la pratique médicale.
Pour cela, les spécialistes effectuent des recherches sur les différents processus physiopathologiques en tenant compte des interactions moléculaires jusqu'au fonctionnement intégral de l'organisme.
Ainsi, la biomédecine offre de nouvelles alternatives en matière de création de médicaments, avec des niveaux de toxicité inférieurs. Il contribue également au diagnostic précoce des maladies et à leur traitement.
Exemples d'application de la biologie en médecine
Thérapie sélective pour l'asthme
Auparavant, on pensait que la SRS-A (substance de l'anaphylaxie à réaction lente) jouait un rôle important dans l'asthme, une maladie qui affecte l'homme.
Des enquêtes ultérieures ont déterminé que cette substance était un mélange de leucotriène C4 (LTC4), de leucotriène E4 (LTE4) et de leucotriène D4 (LTD4). Ces résultats ont ouvert la voie à de nouveaux traitements sélectifs de l'asthme.
Les travaux visaient à identifier une molécule qui bloque spécifiquement l'action du LTD4 dans les poumons, empêchant ainsi le rétrécissement des voies respiratoires.
En conséquence, des médicaments contenant des modificateurs de leucotriènes ont été élaborés afin d’être utilisés dans les traitements de l’asthme.
Sélectivité et anti-inflammatoires
Les anti-inflammatoires non stéroïdiens (AINS) sont utilisés depuis longtemps dans le traitement de l'arthrite. La raison principale est sa grande efficacité bloquant les effets de l'acide arachidonique, situé dans l'enzyme cyclooxygénase (COX).
Cependant, lorsque l'effet de la COX est inhibé, il empêche également sa fonction de protecteur gastro-intestinal. Des études récentes indiquent que la cyclooxygénase est formée par une famille d'enzymes, dont deux membres présentent des caractéristiques très similaires: CO-1 et COX-2.
La COX-1 a un effet gastro-protecteur, en inhibant cette enzyme, la protection du tractus intestinal est perdue. L'exigence fondamentale du nouveau médicament serait d'inhiber sélectivement la COX-2 pour assurer la permanence des deux fonctions: protectrice et anti-inflammatoire.
Les spécialistes ont réussi à isoler une molécule qui attaque sélectivement la COX-2. Le nouveau médicament offre donc les deux avantages. un anti-inflammatoire qui ne provoque pas de lésions au niveau gastro-intestinal.
Méthodes alternatives dans l'administration de médicaments
Les méthodes traditionnelles d’administration de pilules, de sirops ou d’injections exigent que le produit chimique pénètre dans le sang, de sorte qu’il se disperse dans tout le corps.
Le problème survient lorsque des effets secondaires se produisent dans des tissus ou des organes auxquels le médicament n'a pas été destiné, avec la circonstance aggravante que ces symptômes pourraient apparaître avant que le niveau thérapeutique souhaité ne soit atteint.
Dans le cas du traitement traditionnel d'une tumeur au cerveau, le médicament doit avoir une concentration beaucoup plus élevée que d'habitude, en raison de la barrière hémato-encéphalique. À la suite de ces doses, les effets secondaires pourraient être très toxiques.
Pour obtenir de meilleurs résultats, les scientifiques ont mis au point un biomatériau consistant en un dispositif polymère. Ceci est biocompatible et se dissout en libérant lentement le médicament. Dans le cas de la tumeur cérébrale, la tumeur est retirée et des disques de polymère sont insérés, lesquels sont formés par un médicament chimiothérapeutique.
Ainsi, le dosage sera exactement celui requis et sera libéré dans l'organe affecté, réduisant considérablement les effets secondaires possibles dans d'autres systèmes de l'organisme.
Hydrogels de protéines pour améliorer l'efficacité du traitement par injection de cellules souches
Dans le traitement par cellules souches, il est important que la quantité administrée au patient soit cliniquement adéquate. De plus, il est nécessaire de maintenir sa viabilité in situ.
La méthode la moins invasive d’approvisionnement en cellules souches est l’injection directe. Cependant, cette option n'offre que 5% de viabilité cellulaire.
Afin de répondre aux besoins cliniques, les spécialistes ont mis au point un système d’amincissement et d’auto-guérison comprenant deux protéines qui s’auto-assemblent en hydrogels.
Lorsque ce système d'hydrogels est administré avec les cellules thérapeutiques, il est prévu d'améliorer la viabilité cellulaire dans les sites où l'ischémie tissulaire existe.
Il est également utilisé dans le cas d'une maladie artérielle périphérique, où il est prioritaire de maintenir la viabilité des cellules permettant le flux sanguin dans les membres inférieurs.
Le zinc pour attaquer les cellules productrices d'insuline
L'injection d'insuline agit en contrôlant les symptômes du diabète. Les chercheurs proposent d’agir directement sur les cellules bêta du pancréas générant de l’insuline. La clé pourrait être l'affinité de ces cellules pour le zinc.
Les cellules bêta accumulent du zinc environ 1 000 fois plus que le reste des cellules qui forment les tissus environnants. Cette caractéristique est exploitée pour pouvoir les identifier et appliquer sélectivement des médicaments qui favorisent leur régénération.
Pour cela, les chercheurs ont associé un agent chélateur de zinc à un médicament qui régénère les cellules bêta. Le résultat indique que le médicament était également fixé dans les cellules bêta, ce qui a entraîné sa multiplication.
Dans un test effectué sur des rats, les cellules bêta se sont régénérées environ 250% de plus que les autres cellules.
NGAL en tant que facteur prédictif de lésion rénale aiguë
La lipocaline associée à la gélatinase des neutrophiles, connue sous l'acronyme NGAL, est une protéine utilisée comme biomarqueur. Sa fonction est de détecter les lésions rénales aiguës chez les individus atteints de drépanocytose. Chez ce type de patients, la mesure du sérum permettait de prévoir l'apparition de la maladie.
Les troubles rénaux, tels que l'augmentation de la créatinine et de l'urée, sont l'une des complications de la drépanocytose. La recherche associe NGAL à la néphropathie chez les patients atteints de diabète de type 2.
Cela fait du NGAL un outil sensible et important dans le domaine clinique, en raison de son faible coût, de son accès facile et de sa disponibilité.
En outre, il s’agit d’un biomarqueur sensible qui contribue à la détection précoce, avec une gamme très large d’évaluations de routine, lors de la prise en charge de la drépanocytose.
Vitamine D, inhibiteur de croissance de Mycobacterium tuberculosis
La tuberculose est principalement une maladie pulmonaire associée à Mycobacterium tuberculosis . La progression de la maladie dépendra de la réponse du système immunitaire, dont l'efficacité dépend de facteurs externes et internes, tels que la génétique.
Parmi les facteurs externes figurent l'état physiologique et nutritionnel du patient. Des études indiquent qu'une carence en vitamine D pourrait être directement liée à la détérioration de la régulation du système immunitaire.
De cette manière, les actions immunomodulatrices dudit système sur M. tuberculosis seraient affectées. La possibilité accrue de contracter la tuberculose peut être liée à un faible niveau de vitamine D.
La pertinence clinique indique que le traitement antituberculeux induit par la vitamine D3 peut être associé au traitement de la tuberculose.
