7 PENERAPAN BIOLOGI DALAM KEDOKTERAN - BIOLOGI - 2025

The 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 kedokteran.

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

Untuk ini, para spesialis melakukan penyelidikan terhadap proses patofisiologis yang berbeda, dengan mempertimbangkan interaksi molekuler hingga fungsi integral organisme.

Jadi, biomedis menawarkan alternatif baru dalam kaitannya dengan pembuatan obat, dengan tingkat racun yang lebih rendah. Dengan cara yang sama, itu 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 berperan penting dalam penyakit asma, suatu kondisi yang sangat menimpa manusia.

Penyelidikan selanjutnya menentukan bahwa zat ini merupakan campuran antara leukotriene C4 (LTC4), leukotriene E4 (LTE4) dan leukotriene D4 (LTD4). Hasil ini membuka pintu untuk pengobatan selektif baru untuk asma.

Pekerjaan itu ditujukan untuk mengidentifikasi molekul yang secara khusus memblokir aksi LTD4 di paru-paru, sehingga menghindari penyempitan saluran udara.

Hasilnya, obat yang mengandung pengubah leukotrien dikembangkan untuk digunakan dalam terapi asma.

Selektivitas dan obat anti inflamasi

Obat anti inflamasi non steroid (NSAID) telah lama digunakan dalam pengobatan artritis. Alasan utamanya adalah keefektifannya yang tinggi untuk memblokir efek asam arakidonat, yang terletak di enzim siklooksigenase (COX).

Namun, ketika efek COX dihambat, fungsinya juga sebagai pelindung gastrointestinal. 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 ini akan diorientasikan untuk menghambat COX-2 secara selektif, untuk mencapai kelanggengan dari kedua fungsi: pelindung dan anti-inflamasi.

Para spesialis berhasil mengisolasi molekul yang secara selektif menyerang COX-2, sehingga obat baru tersebut menawarkan kedua manfaat tersebut; anti-inflamasi yang tidak menyebabkan kerusakan gastrointestinal.

Metode alternatif pemberian obat

Metode tradisional pemberian pil, sirup, atau suntikan membutuhkan bahan kimia untuk masuk ke aliran darah, untuk disebarkan ke seluruh tubuh.

Masalah terjadi ketika efek samping terjadi pada jaringan atau organ di mana obat tidak dimaksudkan, dengan kejengkelan bahwa gejala-gejala ini dapat muncul sebelum tingkat terapeutik yang diinginkan tercapai.

Dalam kasus pengobatan tradisional tumor otak, obat tersebut 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 polimerik dimasukkan yang terbuat dari obat kemoterapi.

Dengan demikian, dosisnya akan tepat sesuai kebutuhan dan akan dilepaskan ke organ yang terkena, sangat mengurangi kemungkinan efek samping pada sistem tubuh lain.

Hidrogel protein untuk meningkatkan kemanjuran terapi injeksi sel induk

Dalam terapi berbasis sel induk, penting bahwa jumlah yang diberikan kepada pasien secara klinis memadai. Selanjutnya, viabilitasnya perlu dipertahankan secara in situ.

Cara paling tidak invasif untuk menghasilkan sel punca adalah injeksi langsung. Namun, opsi ini hanya menawarkan viabilitas sel 5%.

Untuk memenuhi kebutuhan klinis, spesialis telah mengembangkan sistem pelangsingan dan penyembuhan diri yang terdiri dari dua protein yang berkumpul sendiri menjadi hidrogel.

Ketika sistem hidrogel ini diberikan, dalam hubungannya 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 ini merupakan prioritas untuk menjaga kelangsungan hidup sel yang memungkinkan aliran darah di ekstremitas bawah.

Seng menyerang sel penghasil insulin

Suntikan insulin bekerja dengan cara mengendalikan gejala diabetes. Para peneliti mengusulkan untuk bertindak langsung pada sel beta pankreas yang menghasilkan insulin. Kuncinya adalah afinitas sel-sel ini untuk seng.

Sel beta mengakumulasi seng sekitar 1.000 kali lebih banyak daripada sel lainnya yang menyusun jaringan di sekitarnya. Karakteristik ini digunakan untuk mengidentifikasi mereka dan secara selektif menerapkan obat yang mendorong regenerasinya.

Untuk melakukan ini, para peneliti mengaitkan agen pengkelat seng dengan obat yang meregenerasi sel beta. Hasilnya menunjukkan bahwa obat tersebut juga tertuju pada sel beta, menyebabkannya berkembang biak.

Dalam tes yang dilakukan pada tikus, sel beta beregenerasi sekitar 250% lebih banyak daripada sel lain.

NGAL sebagai prediktor cedera ginjal akut

Lipocalin terkait gelatinase neutrofil, yang dikenal dengan akronim NGAL, adalah protein yang digunakan sebagai biomarker. Perannya adalah untuk mendeteksi cedera ginjal akut pada individu dengan sel sabit. Pada tipe pasien ini, pengukuran serum kemungkinan dapat memprediksi awal penyakit.

Gangguan ginjal, seperti peningkatan kreatinin dan urea, merupakan salah satu komplikasi penyakit sel sabit. Penelitian mengaitkan NGAL dengan nefropati pada pasien diabetes tipe 2.

Hal ini membuat NGAL menjadi alat yang sensitif dan penting dalam pengaturan klinis, karena biayanya yang rendah, akses yang mudah, dan ketersediaannya.

Selain itu, ini adalah biomarker sensitif yang berkontribusi pada deteksi dini, dengan cakupan yang sangat luas untuk evaluasi rutin, selama pengelolaan penyakit sel sabit.

Vitamin D, penghambat pertumbuhan Mycobacterium tuberculosis

Tuberkulosis pada dasarnya adalah penyakit paru-paru yang berhubungan dengan Mycobacterium tuberculosis. Perkembangan penyakit akan bergantung pada respon sistem kekebalan, yang efektivitasnya dipengaruhi oleh faktor eksternal dan internal, seperti genetika.

Diantara faktor eksternal tersebut adalah status fisiologis dan gizi pasien. Studi menunjukkan bahwa kekurangan vitamin D mungkin terkait langsung dengan gangguan regulasi sistem kekebalan.

Dengan cara ini, aksi imunomodulator dari sistem tersebut pada M. tuberculosis akan terpengaruh. Meningkatnya kemungkinan tertular tuberkulosis dapat dikaitkan dengan rendahnya tingkat vitamin D.

Relevansi klinis menunjukkan bahwa terapi antituberkulosis yang diinduksi vitamin D3 dapat bertindak sebagai tambahan untuk pengobatan tuberkulosis

Referensi

1. Atere AD, Ajani OF, Akinbo DB, Adeosun OA, Anombem OM (2018). Kadar Neutrofil Gelatinase-Associated Lipocalin (NGAL) Serum sebagai Prediktor Cedera Ginjal Akut pada Subjek Sel Sabit. J Biomedis. Dipulihkan dari jbiomeds.com
2. Campbell, A K. (1988) Chemiluminescence. Prinsip dan aplikasi dalam biologi dan kedokteran. ETDE Web. Dipulihkan dari osti.gov.
3. Smith RC1, Rhodes SJ. (2000). Aplikasi biologi perkembangan untuk kedokteran dan peternakan. Dipulihkan dari ncbi.nlm.nih.go
4. Ngan Huang, Sarah Heilshorn (2019). Hidrogel Rekayasa-Protein untuk Peningkatan Kemanjuran Terapi Injeksi Berbasis Sel Punca dalam Model Murine untuk Penyakit Arteri Tepi Universitas Stanford. Dipulihkan dari chemh.stanford.edu.
5. Nathan Collins (2018). Peneliti menggunakan zinc untuk menargetkan sel penghasil insulin dengan obat regeneratif. Universitas Stanford. Dipulihkan dari chemh.stanford.edu.
6. Pusat Nasional untuk Informasi Bioteknologi (NCBI) (2003). Beyond the Molecular Frontier: Tantangan untuk Kimia dan Teknik Kimia. Diambil dari: ncbi.nlm.nih.gov
7. Soni P, Shivangi, Meena LS (2018) Vitamin D-An Immune Modulator dan Penghambat Pertumbuhan Mycobacterium Tuberculosis H37Rv. Jurnal Biologi Molekuler dan Bioteknologi. Dipulihkan dari imedpub.com.