Главная » Здоровье » Биотехнология в медицине: новая революция

Биотехнология в медицине: новая революция

Биотехнология в медицине: новая революция

Вместо того чтобы просто проводить клинические испытания, ученые сейчас уже изучают общие механизмы закономерности возникновения заболеваний.

Значение биологии для медицины: переоценить невозможно

С помощью биологического моделирования можно разрабатывать и изучать действие новых субстанций. Более 400 фармацевтических компаний по всему миру ведут исследования и разработку продуктов генной инженерии, с каждым годом количество этих продуктов растет, и по прогнозам, в течение нескольких следующих лет рынок будет насыщаться такими лекарствами.

Многие исследователи верят в то, что влияние генетики на медицину сможет совершить революцию в понимании здоровья человека; для этого есть все основания — медицинская генетика развивается семимильными шагами.

  1. в 2010 году на рынке уже были доступны генетические тесты для 25 наиболее распространенных генетических заболеваний,
  2. к 2020 году, по мнению экспертов, новые лекарства, полученные с помощью знаний фармакогеномики, будут обычным практикой в лечении диабета и артериальной гипертензии,
  3. к 2040 году (по самым скромным подсчетам) наступит эра персонализированной медицины.

Биотехнологическая революция в здравоохранении и медицине началась с освоения технологии рекомбинантной ДНК (генетическая инженерия). Произошло это в начале 70-ых годов прошлого века и позволило ученым переносить генетический материал от одного организма к другому, минуя процесс полового размножения.

Успех технологии рекомбинантных ДНК (рДНК) принесло использование бактериальных ферментов, таких как:

  • рестрикционные эндонуклеазы (рестриктазы), которые разрезают молекулы ДНК в определенных местах;
  • ДНК-лигазы, которые соединяют концы молекул ДНК;
  • ДНК-полимеразы, которые участвуют в репликации ДНК.

Каким бы не было применение этой технологии, конечным итогом процедуры всегда является стабильная и наследуемая экспрессия какого-либо нового признака. Применяется рДНК для модификации различных организмов, но основные этапы работы схожи. Помимо плазмид также используются другие типы векторов — бактериофаги, ретровирусы и космиды.

Биотехнология в медицине: новая революция

Для создания молекулы рДНК, необходимо:

  1. изолировать ДНК из клетки-донора (будь то животная клетка или клетка растения),
  2. обработать выделенную ДНК и плазмиду (молекулу-вектор) одними и теми же рестриктазами и смешать их вместе. «Липкие концы» донорской ДНК образуют водородные связи с липкими концами плазмиды, затем происходит «сшивание» рекомбинантной молекулы с помощью лигаз.
  3. Модифицированная плазмида переносится в бактерию, которая потом увеличивает копий той генетической информации, которую мы внесли в плазмиду.

Успехи в повышении значения биологии для медицины, в сфере создания рекомбинантных биомолекул углубили наши фундаментальные знания о молекулярной основе заболеваний человека и это послужило первопричиной создания новой прикладной науки — молекулярной медицины. Stanley Cohen и Herbert Boyer в своих работах в 1973 году заложили плацдарм для дальнейшего развития биотехнологии.

Биотехнологию часто сравнивают с разгорающейся звездой, ведь в будущем она сможет открыть человечеству множество возможностей. Человеческий геном уже был секвенирован и сейчас задача состоит в том, чтобы понять, каким образом функционирует это огромное множество генов, а также как эти знания можно использовать в фармакологии и клинической практике.

Успехи в области «-омики» (геномики, транскриптомики, протеомики и метаболомики) уже сейчас меняют наш подход к разработке новых лекарственных средств, потому что это приносит реальную экономическую и практическую пользу.

Подход к генной терапии также предстоит пересмотреть. Биоинформатика и протеомика — относительно молодые науки, но уже сейчас на них возлагаются надежды в разрешении вопроса понимания каким образом бактериальный протеом приспосабливается к изменяющимся условиям окружающей среды. Это сделает прорыв в фармакогеномике и приблизит к воплощению концепцию персонализированной медицины.

Биотехнология в медицине: новая революцияНовые классы лекарственных препаратов расширят спектр терапевтического вмешательства за пределы простого изменения функции рецептором и совместно с применением стволовых клеток для лечения позволят производить более точные вмешательства.

Такие высокоэффективные технологии как ДНК-микрочипы, уже сейчас наглядно демонстрируют, что такое биотехнология, позволяют проводить одновременно генетический анализ сотен генов и находят применение в диагностике, прогнозировании течения заболевания, а также лекарственной терапии.

Протеомика, молекулярная биология и нанотехнологии поднимают значение биологии для медицины на новую высоту, приближают победу над заболеваниями центральной системы, а также злокачественными новообразованиями крови. Эти достижения уже сейчас позволяют сдвигать рамки ожидаемой продолжительности жизни в развитых странах. Этому способствуют исследования в сфере трансплантологии и молекулярной нанотехнологии.

Успехи биотехнологии в области создания более эффективных вакцин трудно переоценить, более того это послужило толчком для дальнейших исследований в области микробиологии. Вакцины нового поколения, в частности рекомбинантные вакцины, менее реактогенны чем традиционные, но пока к сожалению от этого страдает иммуногенность, поэтому необходимо разработка новых, более эффективных адъювантов.

Значение биологии для медицины и биотехнологии день ото дня растет благодаря поддержке частных биотехнологических компаний и ученых с мировым именем. Но уже сейчас становится очевидно, что это явление не временно и значительно ускоряет прогресс не только в областях понимания фундаментальных основ существования биологических объектов, но и в ориентированных на прикладное применение областях, таких как медицина.

Биотехнология в медицине: новая революция

Биотехнология в медицине: новая революция

Помните, что самолечение опасно для вашего здоровья! Обязательно проконсультируйтесь с лечащим врачом! Информация на сайте представлена исключительно в популярно-ознакомительных целях и не претендует на справочную и медицинскую точность, не является руководством к действию.

Фармацевтика, медицина, биология

Информационные технологии в медицине.

Современный период развития общества характеризуется сильным влиянием на него информационных технологий, пришли во все сферы человеческой деятельности, обеспечивают распространение информационных потоков в обществе, образуя глобальное информационное пространство. Они быстро превратились в жизненно важный стимул развития не только мировой экономики, но и других сфер человеческой деятельности.

Трудно найти сферу, в которой сейчас не используются информационные технологии. Лидерами отрасли по внедрению компьютерных технологий является архитектура (архитектурное проектирование), машиностроение, образование, банковская сфера и, с запозданием, медицина.

Современные информационные технологии все больше используются в области здравоохранения, бывает удобным, а порой просто необходимо. Благодаря этому медицина, в том числе и нетрадиционная, приобретает сегодня совершенно новые черты. Во многих медицинских исследованиях просто не возможно обойтись без компьютера и специального программного обеспечения к нему. Этот процесс сопровождается существенными изменениями в медицинской теории и практике, связанными с внесением корректив как на этапе подготовки медицинских работников, так и для медицинской практики.

Жизненный путь каждого человека в той или иной степени пересекается с врачами, которым мы доверяем свое здоровье и жизнь. Но образ медицинского работника и медицины в целом в последнее время претерпевает серьезные изменения, и происходит это во многом благодаря развитию информационных технологий.

И хотя присутствие информационных технологий становится для пациента уже заметной, тем не менее, это только малая видимая часть айсберга. Итак, медицина и компьютерные технологии — что связывает вместе эти понятия и как этот дуэт работает сегодня за рубежом и в нашей стране?

За последние 20 лет уровень применения компьютеров в медицине — повысился. Практическая медицина становится все более автоматизированной.

Выделяют два вида компьютерного обеспечения:

Программное обеспечение включает в себя системное и прикладное. В системное программное обеспечение входит сетевой интерфейс, который обеспечивает доступ к данным на сервере. Данные, введенные в компьютер, организованы, как правило, в базу данных, которая, в свою очередь, управляется прикладной программой управления базой данных (СУБД) и может содержать, в частности, истории болезни, рентгеновские снимки в оцифрованном виде, статистическую отчетность по стационара, бухгалтерский учет. Прикладное обеспечение это программы, для которых, собственно, и предназначен компьютер. Это — вычисления, обработка результатов исследований, различного рода расчеты, обмен информацией между компьютерами. Сложные современные исследования в медицине немыслимы без применения вычислительной техники. К таким исследованиям можно отнести компьютерную томографию, томографию с использованием явления ядерно-магнитного резонанса, ультрасонографию, исследования с применением изотопов. Количество информации, которое получается при таких исследования такая огромная, что без компьютера человек был бы в силах ее воспринять и обработать.

Разработанные медицинские информационные системы можно разделить по следующим критериям:

  • Медицинские системы, включающие в себя программы, решающие узкие задачи врачей-специалистов, таких как рентгенолог, УЗИ и т.д.
  • Медицинские системы организации делопроизводства врачей и обработки медицинской статистики. Больничные информационные системы.
  • Система сбора и обработки информации в современных медицинских центрах должна выполнять так много различных функций, которые нельзя даже описать, а уж тем более автоматизировать в сколько-нибудь короткие сроки. Жизненный цикл автоматизированной информационной системы состоит из пяти основных стадий:

Разработки системы или приобретение готовой системы;

  • Внедрение системы;
  • Сопровождение программного обеспечения;
  • Эксплуатации системы;
  • Демонтажа системы.

Телемедицина — это отрасль современной медицины, которая развивалась параллельно совершенствованию знаний о теле и здоровье человека вместе с развитием информационных технологий. Современная медицинская диагностика предполагает получение визуальной информации о здоровье пациента. Поэтому для формирования телемедицины необходимы были информационные средства, позволяющие врачу «видеть» пациента. В настоящее время клинические телемедицинские программы существуют во многих информационно развитых странах мира. Информатика — область науки, изучающая структуру и общие свойства научной информации, а также вопросы, связанные с ее сбором, хранением, поиском, переработкой, преобразованием, распространением и использованием в различных сферах человеческой деятельности. Ее медицинская отрасль, образовавшаяся в результате внедрения информационных технологий в одну из древнейших областей деятельности человека, сегодня становится одним из важнейших направлений интеллектуального прорыва медицины на новые рубежи.

Сегодня компьютер есть в большинстве стоматологических клиник. Помивтно распространены на стоматологическом рынке компьютерных программ — системы цифровой (дигитальной) рентгенографии, так называемые радиовидеографамы. Системы позволяют детально изучить различные фрагменты снимка зуба и пародонта, увеличить или уменьшить размеры и контрастность изображений, сохранить всю информацию в базе данных и перенести ее (при необходимости) на бумагу с помощью принтера. Наиболее известные программы: Gendex, Trophy. Вторая группа программ — системы для работы с дентальными видеокамерами. К таким программам относятся: Vem Image, Acu Cam, Vista Cam, Telecam DMD.

Электронный документооборот модернизирует обмен информацией внутри стоматологической клиники. Различная степень доступа врачей и пациентов, обязательное использование системы шифрования для кодирования диагнозов, результатов обследования, терапевтических, хирургических, ортодонтических и др. процедур дает возможность надежно защищать любую информацию.

Метод изучения состояния организма человека, при котором производится последовательное, очень частое измерение тонких слоев внутренних органов. Эти данные записываются в компьютер, который на их основе выстраивает полное объемное изображение. Физические основы измерений разнообразны: рентгеновские, магнитные, ультразвуковые, ядерные и пр.

Совокупность устройств, обеспечивающих измерения, сканирование, и компьютер, создает полную картину, называются томографом.

Томография является одним из основных примеров внедрения новых информационных технологий в медицине. Создание этого метода без мощных компьютеров было бы невозможным.

При использовании компьютера в лабораторных медицинских исследованиях в программу закладывают определенный алгоритм диагностики. Создается база заболеваний, где каждому заболеванию соответствуют определенные симптомы или синдромы. В процессе тестирования, используя алгоритм, человеку задаются вопросы. На основании ее ответов подбираются симптомы (синдромы), максимально соответствующей группы заболеваний. В конце теста выдается эта группа заболеваний с обозначением в процентах — насколько это заболевание вероятно у данного тестирования. Чем выше проценты, тем выше вероятность этого заболевания.

Делаются также попытки создать такую ​​систему (алгоритм), которая выдавала не несколько, а один диагноз. Но все это пока на стадии разработки и тестирования. Вообще, на сегодняшний день в мире создано более 200 компьютерных экспертных систем.

Программное обеспечение (ПО) для цифровых флюорографических установок, разработанное в НПЦ медицинской радиологии, содержит три основных компонента: модуль управления комплексом, модуль регистрации и обработки рентгеновских изображений, включая блок создания формализованного протокола, и модуль хранения информации, содержащей блок передачи информации на расстояние. Подобная структура ПО позволяет с его помощью получать изображение, обрабатывать его, хранить на различных носителях и распечатывать твердые копии.

Особенностью данного программного продукта является то, что он максимально полно отвечает требованиям решения задачи профилактических исследований легких у населения. Наличие блока программы для заполнения и хранения протокола исследования в виде стандартизированной формы создает возможность автоматизации анализа данных с выдачей диагностических рекомендаций, а также автоматизированного расчета различных статистических показателей, что очень важно с учетом значительного роста числа легочных заболеваний в различных регионах страны. В программном обеспечении предусмотрена возможность передачи снимков и протоколов при использовании современных систем связи (в том числе и INTERNET) с целью консультаций диагностически сложных случаев в специализированных учреждениях. На основании данного опыта удалось сформулировать основные требования к организации и аппаратно-программного обеспечения цифровой флюорографической службы, нашли отражение в проекте Методических указаний по организации массовых обследований грудной клетки с помощью цифровой рентгеновской установки. Разработанное математическое обеспечение может быть использовано не только при флюорографии, но пригодно и для других пульмонологических приложений.

Использование новых информационных технологий в современных медицинских центрах позволит легко вести полный учет всех предоставляемых услуг, сданных анализов, выписанных рецептов. Также при автоматизации медицинского учреждения заполняются электронные амбулаторные карты и истории болезни, составляются отчеты и ведется медицинская статистика. Автоматизация медицинских учреждений — это создание единого информационного пространства ЛПУ, что, в свою очередь, позволяет создавать автоматизированные рабочие места врачей, организовывать работу отдела медицинской статистики, создавать базы данных, вести электронные истории болезней и объединять в единое целое все лечебные, диагностические, административные, хозяйственные и финансовые процессы. Использование информационных технологий в работе поликлиник или стационаров значительно упрощает ряд рабочих процессов и повышает их эффективность при оказании медицинской помощи жителям нашего региона.

О admin