Biotechnologia a medycyna

Opracowała: mgr Jolanta Woźniak

Czym zajmuje się diagnostyka molekularna ?

• Dział medycyny, który zajmuje się rozpoznawaniem chorób i identyfikacją cech osobniczych dzięki zastosowaniu technik biotechnologii nowoczesnej

Na czym polegają badania prowadzone w ramach diagnostyki molekularnej ?• Analiza materiału genetycznego• Wykrywanie białek

Analiza materiału genetycznego umożliwia wykrywanie określonych wad i chorób genetycznych oraz wykrywanie zakażeń wirusowych lub bakteryjnych

Metody analizy materiału genetycznego:• sprawdzenie prawidłowości

sekwencji danego genu;• sprawdzenie obecności materiału

genetycznego wirusa lub bakterii;• sprawdzenie dopasowania dawcy

i biorcy przeszczepu;

Techniki analizy materiału genetycznego:• Sekwencjonowanie DNA• Reakcja PCR – łańcuchowa reakcja

polimerazy• Elektroforeza• Rozcinanie DNA enzymami

restrykcyjnymi

Wykrywanie białek – stosuje się w diagnostyce chorób zakaźnych i onkologii. Metody wykrywania białek:• w chorobach zakaźnych sprawdzenie,

czy w pobranej od pacjenta próbce znajdują się:

- białka charakterystyczne dla danego wirusa lub bakterii,

- wytworzone przez organizm przeciwciała zwalczające te

mikroorganizmy,

Produkcja substancji leczniczych.• Antybiotyki – produkowane przez

genetycznie ulepszone szczepy - bakterii: Streptomyces, Bacillus, Pseudomonas - i grzybów: Penicillium, Aspergillus.

Białkowe substancje lecznicze – biofarmaceutyki – zastępują nieprawidłowe białka, hamują lub pobudzają wybrane reakcje metaboliczne w komórce (można je tak zaprojektować aby działały w wybranych tkankach lub narządach).

Do otrzymywania biofarmaceutyków wykorzystuje się zmodyfikowane genetycznie: • mikroorganizmy - bakterie i grzyby• wirusy• hodowle komórek (głównie ssaków)• rośliny i zwierzęta

Wykorzystywanie mikroorganizmów zmodyfikowanych genetycznie do produkcji:

• Cytokin – tj. interferon w leczeniu przewlekłej białaczki,

• Hormonów ludzkich – insulina stosowana w leczeniu cukrzycy,

• Białek będących składnikami szczepionek przeciw chorobom wirusowym lub bakteryjnym:

• wirusowe zapalenie wątroby typu B,• wirus brodawczaka ludzkiego -

(rak szyjki macicy),• odrze,• śwince, • grypie,

Wykorzystanie hodowli komórek ssaków do otrzymywania:• Przeciwciał człowieka używanych w leczeniu: o nowotworów,o chorób układu krążenia,o reumatoidalnego zapalenia stawów,o zapobieganiu odrzucania

przeszczepów

Wykorzystanie hodowli komórek ssaków do otrzymywania:• Enzymów człowieka stosowanych

w leczeniu:o zakrzepicy,o hemofilii,o mukowiscydozy

Hodowla komórek w leczeniu:o choroby Alzheimerao choroby Parkinsona,o stwardnienia rozsianegoo chorób serca, o udarów mózgu

Hodowla tkanek w leczeniu:• uszkodzenia ciała o oparzenia, o złamania

Hodowla narządów w leczeniu:o wymiany niewydolnych lub

uszkodzonych narządów osoby chorej

Etapy terapii z wykorzystaniem hodowli tkanek:• hodowanie komórek pobranych

od pacjenta,• różnicowanie ich w pożądany rodzaj

komórek, tkankę lub narząd,• wszczepianie ich z powrotem

do organizmu pacjenta.

Korzyści wynikające z hodowli komórek i tkanek:

• wyhodowana tkanka czy narząd nie zostaną odrzucone przez organizm po przeszczepie

Terapia genowa – terapia polegająca na wprowadzeniu prawidłowejsekwencji uszkodzonego genu do komórek pacjenta.

Nadzieje terapii genowej: • np. leczenie osób cierpiących z powodu wro dzonych chorób genetycznych oraz ciężkich chorób nabytych.

Obawy związane z terapią genową: • np. wprowadzenie prawidłowego

genu do komórek wiąże się z ryzykiem uszkodzenia innych genów.

Rodzaje terapii genowych:• dodawanie genów• zamiana genów• doskonalenie genomu

Praca domowa

Wykorzystanie biotechnologii w wytwarzaniu materiałów medycznych nowej generacji.

Na następnej lekcji niezapowiedziana kartkówka z tematu: biotechnologia a medycyna.