Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Biotechnologia a medycyna

No description
by

Ania Chełchowska

on 16 June 2014

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of Biotechnologia a medycyna

Biotechnologia a medycyna
Diagnostyka molekularna
– dział medycyny zajmujący się rozpoznawaniem chorób i identyfikacją cech osobniczych dzięki zastosowaniu technik biotechnologii nowoczesnej.
Badania prowadzone w ramach diagnostyki molekularnej polegają na:
-
analizie materiału genetycznego
-
wykrywaniu białek

Analiza materiału genetycznego
umożliwia wykrycie określonych wad i chorób genetycznych, należy zbadać, czy sekwencja określonego genu pacjenta jest prawidłowa. Pozwala też wykryć zakażenia wirusowe i bakteryjne, wystarczy sprawdzić, czy w próbówce pochodzącej od osoby chorej znajduje się materiał genetyczny wirusa lub bakterii.
W tym celu stosuje się takie techniki jak:
-sekwencjonowanie DNA
-łańcuchowa reakcja polimerazy
-elektroforeza
-rozcinanie DNA enzymami restrykcyjnymi

Analizę DNA można też wykorzystać do dopasowania dawcy i biorcy przeszczepu.
Metody
wykrywania białek
stosuje się w diagnostyce chorób zakaźnych i onkologii.

Choroby zakaźne rozpoznaje się dzięki sprawdzeniu, czy w pobranej od pacjenta próbce krwi znajdują się białka charakterystyczne dla danego wirusa lub bakterii albo wytworzone przez organizm przeciwciała zwalczające te mikroorganizmy.

W onkologii ustala się, czy w organizmie pacjenta znajdują się cząsteczki białek obecne jedynie na powierzchni komórek nowotworowych. Ich występowanie świadczy o chorobie nowotworowej.

Produkcja substancji leczniczych

Techniki biotechnologii wykorzystuje się do produkowania substancji leczniczych, takich jak antybiotyki, białka. W tym celu stosuje się mechanizmy syntezy różnych substancji działające w komórkach organizmów.

Do wytwarzania
antybiotyków
używa się genetycznie ulepszonych szczepów bakterii i grzybów. Produkują one antybiotyki w sposób naturalny, aby hamować wzrost lub rozmnażanie konkurencyjnych z nimi mikroorganizmów.

Białkowe substancje lecznicze
, zwane
biofarmaceutykami
, zastępują nieprawidłowe białka, hamują lub pobudzają wybrane reakcje metaboliczne w komórce.

Otrzymywanie biofarmaceutyków

W produkcji biofarmaceutyków używane są zmodyfikowane genetycznie:
-
mikroorganizmy
(głownie bakterie i grzyby)
-
wirusy
-
hodowle komórek, głownie ssaków
-
rośliny i zwierzęta

Mikroorganizmy
zmodyfikowane genetycznie mogą wytwarzać białka identyczne z białkami występującymi naturalnie, w przyrodzie w bardzo dużych ilościach i w krótkim czasie. Wykorzystuje się je na przykład do produkcji:

-
cytokin
, takich jak interferon stosowany w leczeniu przewlekłej białaczki szpikowej

-niektórych hormonów ludzkich, na przykład insuliny stosowanej w leczeniu cukrzycy

-białek będących składnikami szczepionek przeciw chorobom wirusowym lub bakteryjnym np: szczepionka przeciw wirusowemu zapaleniu wątroby typu B

Składnikami szczepionek są również
wirusy
, które namnaża się w komórkach zwierząt, na przykład w zarodkach kurzych lub
liniach komórkowych
. Namnożone wirusy izoluje się, dezaktywuje i oczyszcza białka będące składnikami szczepionki. W ten sposób produkuje się między innymi szczepionki przeciwko odrze, śwince i grypie.
W
hodowlach komórek ssaków
w celu otrzymania leczniczego białka do genomu komórki wprowadza się kodujący je gen oraz odpowiednią sekwencję nukleotydów, która pozwala na wytworzenie tego białka w dużej ilości. W ten sposób otrzymuje się na przykład:

-
przeciwciała człowieka
używane w leczeniu nowotworów, chorób układu krążenia, autoimmunologicznych i do zapobiegania odrzuceniu przeszczepów

-
enzymy człowieka
stosowane na przykład do zapobiegania zakrzepicy, leczeniu hemofilii czy mukowiscydozy

Mikromacierz
Ogólny wzór penicyliny
Interferon
Insulina
Otrzymywanie roślin i zwierząt zmodyfikowanych genetycznie, które produkują białka człowieka, jest trudne pod względem technologicznym. Jednakże prowadzi się już takie eksperymenty.
Rośliny transgeniczne
Produkcja składników krwi (albumina osocza) z genetycznie zmodyfikowanego ryżu
Transgeniczna sałata produkująca szczepionkę przeciw zapaleniu wątroby typu B (opracowana w Polsce)
-brak możliwości zarażenia patogenami
-mogą służyć za „jadalne szczepionki”
-długi czas potrzebny do uzyskania linii roślin wykonujących stałą ekspresję genu

U zwierząt transgenicznych próbuje się produkować białka człowieka w krwi, mleku, moczu oraz białku jaj.
Hodowla tkanek i narządów do transplatacji.

Biotechnologia stwarza także możliwości hodowli komórek, tkanek, a w dalszej perspektywie nawet narządów. Wyhodowane komórki można wykorzystywać do leczenia chorób związanych z degeneracją komórek np.
choroby Alzheimera, choroby Parkinsona , stwardnienia rozsianego, chorób serca, udarów mózgu
. Tkanki znajdują zastosowanie do leczenia uszkodzeń ciała, takich jak złamania i oparzenia, a narządy- do wymiany niewydolnych lub uszkodzonych narządów chorej osoby.

We wszystkich tych wypadkach terapia polega na hodowaniu komórek pobranych od pacjenta np.
komórek macierzystych
, różnicowaniu ich w pożądany rodzaj komórek, tkankę lub narząd, a następnie-wszepieniu ich z powrotem do jego oranizmu. Dzięki temu wychodowana tkanka lub narząd nie zostaną odrzucone przez organizm po przeszczepie.Do tej pory wyhodowano, a następnie z sukcesem przeszczepiono pacjentom
skórę, chrząstkę, naczynia krwionośne, pęcherz moczowy i tchawicę
.
W transplantologii planuje sie również wykorzystywanie zwierząt zmodyfikowanych genetycznie, głównie świni domowej. Komórki świni próbuje się zmienić w taki sposób, aby organizm człowieka nie niszczył ich jako obcych. Wychodowane świnie mogłyby więc stanowić źródło narządów do przeszczepu bez ryzyka odrzucenia.
Komórki macierzyste to niewyspecjalizowane komórki, które zachowują zdolność do podziałów przez całe życie organizmu. W procesie różnicowania mogą powstać z nich wszystkie rodzaje komórek. Najwięcej występuje w zarodku, u dorosłych organizmów są obecne w szpiku kostnym, naskórku, sercu i trzustce.
Mówi się, że są one przyszłością medycyny. Metoda polegająca n pobieraniu komórek macierzystych, różnicowanie ich w dowolny rodzaj komórek człowieka, a następnie wszczepianie ich do organizmu pacjenta, może znaleźć zastosowanie w leczeniu takich chorób jak białaczka czy cukrzyca, regeneracji uszkodzeń ciała np. Redzenia kręgowego wskutek urazu czy hodowli narządów.
Terapia genowa

Polega na wprowadzeniu prawidłowej wersji uszkodzonego genu do komórek pacjenta cierpiącego z powodu wrodzonych wad genetycznych oraz ciężkich chorób nabytych, np. nowotwory złośliwe czy choroby układu krążenia.
STRATEGIE:
ex vivo
- poza organizmem, pobranie kom. chorego, wprowadzenie terapeutycznego genu za pomocą wirusa a następnie wprowadzenie terapeutycznych komórek do ciała pacjenta
in vivo
- bezpośrednio w organizmie, wprowadzamy do niego terapeutyczny gen

Rodzaje terapii genowych:

-
dodawanie genów
– prawidłowa wersja genu jest wprowadzana w inne miejsce chromosomu niż istniejąca w genomie nieprawidłowa wersja

-
zamiana genów
– gen zawierający mutację jest zastępowany prawidłową wersją

-
doskonalenie genu
– dodanie genu, który koduje nową dla komórki substancję

Materiały medycze nowej generacji.

Dzięki biotechnologi możliwe jest również wytwarzanie
materiałów medycznych nowej generacji
. W ich skład wchodzą substancje biodegradowlne, czy też takie, które w obecności mikroorganizmów lub komórek organizmu, po ustalonym czasie ,ulegają rozkładowi do substancji nieszkodliwych. Najczęściej do ich produkcji używa się resztek roślinnych.

W medycynie substancje biodegraowalne służą do produkcji :
- opatrunków wewnętrznych,
- opatrunków zewnętrznych ,
- innych tekstyliów jednorazowego użytku
.

Opatrunki wewnętrzne
są rozkładane w organizmie, nie ma więc potrzeby ich usówania. Ogranicza to liczbę zabiegów, a tym samym- konieczność ingerencji w organizm. Opatrunkami tego typy mogą być np. płytki i śróby stosowane do unieruchamiania kości po złamaniu lub wchłanialne nici chirurgiczne. Z substancji biodegradowalnych wytwarza się też rusztowania umożliwiające regenerację określonej tkanki w danym miejscu i w określonym kształcie. W ten sposób odtwarza się np. kości szczęki.

Opatrunki zewnętrzne

ułatwiają między innymi regenerację skóry po oparzeniach.

Inne tekstylia jednorazowego użytku
są stosowane np. doprodukcji odzieży ochronnej i prześcieradeł.

KONIEC
Ania Chełchowska i Karolina Klich
klasa IC
Full transcript