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

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

Biotechnologia, a medycyna

prezentacja o diagnostyce molekularnej, biofarmaceutykach, terapii genowej, komórkach macierzystych, hodowli komórek w transplantologii i materiałach medycznych nowej generacji
by

Racha Lahmer

on 21 April 2013

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of Biotechnologia, a medycyna

Biotechnologia a medycyna Dziękujemy za uwagę! Racha Lahmer, Katarzyna Radziewicz, Piotr Dawid Wykonali: Diagnostyka molekularna To dział medycyny, zajmujący się rozpoznawaniem chorób i identyfikacją cech osobniczych dzięki zastosowaniu technik biotechnologii nowoczesnej. Diagnostyka molekularna amplifikacje hybrydyzacje sekwencjonowanie DNA PCR eletroforeza mikromacierze DNA zbiór sond molekularnych, czyli specjalnie dobranych sekwencji kwasów nukleinowych. Biotechnologia w produkcji substancji leczniczych Substancje lecznicze antybiotyki biofarmaceutyki To produkowane przez mikroorganizmy substancje, które mają zdolność hamowania wzrostu i podziałów innych mikroorganizmów. Odkrycie pierwszego antybiotyku - penicyliny zostało dokonane w 1928 roku przez Alexandra Fleminga. Ogólny wzór penicyliny Działanie antybiotyków bakteriobójcze bakteriostatyczne Miejsca uchwytu antybiotyków w komórce Produkcja antybiotyków Wykorzystuje się ulepszone genetycznie szczepy bakterii i grzybów. grzyby należące do grupy Aspergillales i Penicillum bakterie: Streptomycetes, Bacillus, Pseudomonas Penicillum chrysogenum Bacillus subtilis PROJEKTOWANIE METABOLIZMU (METABOLIC DESIGN) I HODOWLA SZCZEPÓW WYSOKOWYDAJNYCH To białkowe substancje lecznicze wytwarzane metodami biotechnologicznymi. Zastosowania Zastąpienie nieprawidłowych białek Hamowanie lub pobudzenie reakcji metabolicznych w komórce Główne kategorie biofarmaceutyków dostępnych na
rynkach Unii Europejskiej i Stanów Zjednoczonych. Różnice między biofarmaceutykami a lekami konwencjonalnymi Biofarmaceutyki wytwarzane są przez żywe komórki Znaczna komplikacja budowy Złożone działanie Interferon Paracetamol Budowa Polipeptydowo-białkowa Wywodząca się ze struktury kwasów nukleinowych Vitravene (wycofany z rynku w 2002 r.) cytokiny hormony ludzkie białka będące składnikami szczepionek przeciwciała człowieka enzymy człowieka Cytokiny To białka wpływające na wzrost, proliferację(mnożnie się) i pobudzenie komórek biorących udział w odpowiedzi odpornościowej oraz komórek hemopoetycznych(krwi). Interferon-stosowany podczas białaczki szpikowej Hormony ludzkie Składniki szczepionek Szczepionki rekombinowane – szczepionki zawierające izolowane białka antygenowe patogenów.
Przykłady: szczepionka przeciw wirusowemu zapaleniu wątroby typu B, niektóre szczepionki przeciw grypie. Szczepionka przeciw WZW B Przeciwciała Przeciwciała monoklonalne (MAbs) są produkowane przez limfocyty stanowiące jeden klon, a więc identyczne, rozpoznające tylko jedną ściśle określoną determinantę antygenową. Np. α galaktozydaza - enzym biorący udział w trawieniu węglowodanów, ważny podczas stosowania diety opartej głównie na składnikach roślinnych.
Wchodzi w skład preparatów poprawiających czynność układu pokarmowego. Sprzyja przyswajaniu większej ilości składników odżywczych. Enzymy Produkcja biofarmaceutyków - komórki bakterii (E-coli lub rekombinowane kultury drożdży)

- hodowla komórkowa (linie komórek ssaków)

- kultury komórek roślinnych

- organizmy transgeniczne Produkcja przy użyciu bakterii E-coli Hodowla Komórkowa Np. hodowla zawiesiny komórek jajnika chomika chińskiego do produkcji rytuksymabu. chomik chiński rytuksymab Butelka z mieszadłem do hodowli komórek
zawieszonych w płynie (Spinner flask) Rośliny transgeniczne Produkcja składników krwi(albumina osocza), interleukiny, interferonu, enzymów ludzkich. Produkcja albuminy osocza z genetycznie zmodyfikowanego ryżu. Tytoń szlachetny (Nicotiana tabaccum) może służyć do produkcji interleukin. Cechy produkcji biofarmaceutyków przez rośliny transgeniczne - brak możliwości zarażenia patogenami

- możliwe wykorzystanie jako jadalne szczepionki (np. owoce)

- długi czas potrzebny do uzyskania linii roślin wykonujących stałą ekspresję genu. Transgeniczna sałata produkująca szczepionkę przeciw zapaleniu wątroby typu B została opracowana w Polsce. Zwierzęta transgeniczne Wytwarzanie biofarmaceutyków u transgenicznych zwierząt we krwi, mleku, moczu, nasieniu, białku jaj oraz z wykorzystaniem jedwabników. Mleko Antytrombina pozwala na kontrolę krzepliwości krwi. Mocz Mocz transgenicznych myszy zawierający erytropoetynę (epo). Hodowla, komórek, tkanek i narządów w transplantologii Hodowla tkankowa – hodowla komórek, tkanek i narządów utrzymywanych przy życiu lub rosnących in vitro w czasie dłuższym niż 24 godziny. Terapia genowa To wprowadzenie obcych kwasów nukleinowych do komórki pacjenta w celach terapeutycznych. Typy terapii genowej Korekta mutacji punktowych lub genowych germinalny Rodzaje terapii genowych somatyczny DIAGNOSTYKA MOLEKULARNA Obejmuje działania w obrębie: Diagnostyka molekularna Analiza kwasów nukleinowych Określenie stopnia zgodności genetycznej tkanek Diagnoza chorób uwarunkowanych mutacjami w genach Identyfikacja mikroorganizmów chorobotwórczych
oraz pasożytów Możliwość określenia pokrewieństwa osób Określenie podłoża chorób nowotworowych Analiza kwasów nukleinowych W celu zidentyfikowania podłoża danej choroby bądź predyspozycji do zachorowania. Określenie stopnia zgodności genetycznej tkanek Diagnoza chorób uwarunkowanych mutacjami genetycznymi Identyfikacja mikroorganizmów chorobotwórczych
oraz pasożytów Możliwość określenia pokrewieństwa osób W określeniu podłoża chorób nowotworowych Nowotwór nerki – cała górna część nerki wypełniona masą guza, jedynie w dolnej części zdjęcia widać fragment niezmienionej chorobowo nerki Diagnostyka molekularna bezpośrednia polega na poszukiwaniu mutacji w zidentyfikowanych genach pośrednia stosowana, kiedy gen odpowiedzialny za chorobę jest nieznany proces olbrzymiego zwiększenia ilości DNA (namnażania DNA). techniki pozwalające na identyfikację i lokalizację określonych sekwencji nukleotydowych w docelowym DNA. Proces hybrydyzacji przebiega w kilku podstawowych etapach: 1. izolacja badanego DNA;
2. rozdzielenie badanego DNA w żelu elektroforetycznym;
3. denaturacja badanego DNA w środowisku alkalicznym;
4. przeniesienie i unieruchomienie badanego DNA na filtrze nylonowym lub nitrocelulozowym;
5. hybrydyzacja badanego DNA z wyznakowaną sondą molekularną;
6. wypłukanie niezwiązanych fragmentów sondy;
7. detekcja powstałych dupleksów, zależnie od sposobu wyznakowania sondy, poprzez autoradiografię (znakowanie radioaktywne), reakcje immunochemiczne, kolorymetrię lub chemiluminescencję (znakowanie nieradioaktywne) płytka zwana mikromiacierzem Western-blot Dzięki metodzie western możliwe jest wykrycie konkretnych białek w homogenacie komórkowym lub ekstrakcie białkowym. Podobnie jak w przypadku detekcji kwasów nukleinowych. Dot-blot Polega ona na unieruchomieniu na filtrze całkowitego wyizolowanego z komórek DNA lub RNA i poddaniu go hybrydyzacji z sondą molekularną o określonej sekwencji.Wynik otrzymywany jest w postaci „plam” na filtrze podczas detekcji. Northern-blot Hybrydyzacja typu Northern pozwala na badanie poziomu ekspresji badanego genu. Southern Blot To wyszukanie komplementarnych sekwencji DNA w mieszaninie fragmentów powstałych po hydrolizie enzymami restrykcyjnymi. Ludzki wirus niedoboru odporności, HIV-   Western blot Wirus brodawczaka ludzkiego, HPV- metodą PCR oraz hybrydyzacji kwasów nukleinowych Zastosowanie i ocena - wyszukanie mutacji w DNA pacjentów

- identyfikacja chorób zakaźnych i badania epidemiologiczne.

- dzięki temu, że materiał genetyczny jest unikalny i stały dla każdego organizmu, techniki diagnostyki molekularnej pozwalają na wykrycie obcego DNA lub RNA oraz jego identyfikację.

- ograniczenie ilości analizowanego materiału biologicznego oraz wiele szybsze wykrycie patogenu, który jest odpowiedzialny za rozwój choroby

- parazytologia - wykrycie DNA pasożyta jest bezpośrednim dowodem na jego obecność w organizmie.

- metody molekularne wykazują bardzo dużą czułość i mają wiele zalet w stosunku do metod klasycznych opartych na morfologii lub serologii.

- diagnostyka nowotworów. Komórki macierzyste Większość komórek w naszym organizmie ma dokładnie ustalony czas życia. Dzielą się określoną liczbę razy, po czym umierają i są zastępowane przez nowe. Komórki macierzyste odróżnia od nich zdolność do samoodnawiania oraz dzielenia się. Dzięki tej umiejętności mogą przez całe życie odtwarzać zużywane elementy poszczególnych tkanek. nowy rodzaj komórek macierzystych układu sercowo-naczyniowego Komórki nerwowe z komórek macierzystych hodowla komórkowa hodowla pojedynczych komórek in vitro niewykazujących cech tkanki hodowla tkankowa utrzymanie lub wzrost tkanki in vitro, która zachowuje swoje funkcje oraz strukturę hodowla narządowa utrzymywanie lub wzrost zawiązków, części lub całych narządów in vitro, z zachowaniem ich funkcji i struktury Zastosowanie Wyhodowane komórki można wykorzystać do leczenia chorób zwiazanych z degeneracją komórek np. choroba Alzheimera, choroby Parkinsona, stwardnienia rozsianego, chorób serca, udarów mózgu . Tkanki znajdują zastosowanie do leczenia uszkodzeń ciała tj. złamań i oparzeń. Transplantacja narządów Przeszczepianiem narządów zajmuje się medyczna dziedzina naukowa nazywana transplantologią. Jest to metoda ratowania życia chorego, który potrzebuje zdrowego narządu, aby żyć. Metoda ta polega na wszczepieniu biorcy narządu lub tkanek pochodzących od innego człowieka. Współczesna biotechnologia medycyny zajmuje się hodowlą tkanek i narządów z komórek pobranych bezpośrednio od chorego pacjenta. Rodzaje transplantacji -autogeniczne - polegają na przeniesieniu własnej tkanki lub narządu biorcy z jednego miejsca na drugie np. przeszczep skóry
-izogeniczne - polegają na przeniesieniu tkanki między osobnikami identycznymi genetycznie np. pomiędzy bliźniętami jednojajowymi.
-allogeniczne - polegają na przeniesieniu tkanki lub narządu między osobnikami różnych genetycznie, ale tego samego gatunku.
-ksenogeniczne - polegają na przeniesieniu tkanki lub narządu między różnymi gatunkami. W transplantologii planuje się wykorzystanie zwierząt genetycznie zmodyfikowanych – głównie świni domowej. Jej komórki próbuje się zmienić tak, by organizm człowieka nie odrzucał przeszczepu. Kompensacja defektu genetycznego Inaktywacja wybranych genów Eliminacja nieprawidłowych komórek Nadanie komórkom nowych cech fenotypowych komórki, z których rozwija się nowy organizm, czyli gamety oraz komórki we wczesnym stadium zarodkowym. komórki somatyczne, czyli wszystkie komórki ciała poza gametami. Jak działa terapia genowa? Strategie wprowadzania DNA do komórek pacjenta Metody transferu DNA do komórki systemy niewirusowe systemy wirusowe retrowirusy, adenowirusy, lentiwirusy i wirusy związane z adenowirusami transfer „nagiego DNA” (np. plazmidowego) lub DNA połączonego z nośnikiem (np. lipidowym) lentiwirus retrowirus Wykorzystanie terapii genowej Podsumowanie Terapia genowa jest nadzieją na wyleczenie wielu chorób ludzkich, uważanych dziś za nieuleczalne. Idealna terapia powinna być bezpieczna a za razem skuteczna. Inne pożądane cechy to łatwość stosowania i niewielka cena. Całkowite wyeliminowanie efektów ubocznych wydaje się nie być możliwe do zrealizowania, jednakże obecnie celem badań wielu lekarzy i biotechnologów jest udoskonalenie metod transferu materiału genetycznego do komórek pacjentów do tego stopnia, by stało się to bezpieczne przynajmniej tak samo jak inne metody leczenia. Mimo wielu lat badań i wielu przeprowadzonych do tej pory prób przedklinicznych i klinicznych terapia genowa nie jest stosowana komercyjnie. Materiały medyczne nowej generacji Substancje biodegradowalne:

- opatrunki wewnętrzne

- opatrunki zewnętrzne

- inne tekstylia jednorazowego użytku Opatrunki wewnętrzne -rozkładane w organizmie
-ograniczenie liczby zabiegów Śruby biowchłanialne Płytki biowchłanialne Opatrunki zewnętrzne - ułatwiają regenerację skóry po oparzeniach, ranach pourazowych, owrzodzeniowych
- powstają na bazie polimerów naturalnych Opatrunki hydrożelowe Nanowłókna Inne tekstylia jednorazowego użytku - odzież ochronna
- prześcieradła Rodzaje mutacja genu powodującego mukowiscydozę Cele zastosowania terapii genowej
Full transcript