Biotibbiyot texnologiyalari. Yangi dorilarini yaratish

Gen terapiyasi (inson genlarini uzatish deb ham yuritiladi) tibbiyot sohasi bo'lib, bemorning hujayralariga nuklein kislotalarning terapevtik usulida kasallikni davolash uchun dori sifatida ishlatishga qaratilgan. Insonning DNKsini o'zgartirishga birinchi urinish 1980 yilda Martin Klayn tomonidan amalga oshirilgan, ammo Milliy Sog'liqni Saqlash Institutlari tomonidan tasdiqlangan yadro genini odamlarga birinchi muvaffaqiyatli ko’chrish 1989 yil may oyida bo'lgan. Genlarning uzatilishidan birinchi terapevtik foydalanish, shuningdek inson DNK sini yadro genomiga birinchi to'g'ridan-to'g'ri kiritish, frantsuz Anderson tomonidan 1990 yil sentyabr oyida boshlangan sud jarayonida amalga oshirildi. U ko'plab genetik kasalliklarni davolashi yoki vaqt o'tishi bilan ularni davolashi mumkinligiga ishonadi.

1989 yildan 2018 yil dekabrigacha 2900 dan ortiq klinik sinovlar o'tkazildi, ularning yarmidan ko'pi I bosqichda 2017 yilga kelib Spark Therapeutics 'Luxturna (RPE65 mutation blindness) va Novartis' Kymriah (Ximerik Antigen T Hujayra Terapiyasi) - bu FDA tomonidan tasdiqlangan birinchi genoterapiya bo'lib, bozorga chiqdi. O'shandan beri Novartisning "Zolgensma" va "Alnylam's Patisiran" kabi preparatlari boshqa kompaniyalarning gen terapiyasi dori-darmonlaridan tashqari FDA tomonidan tasdiqlangan. Ushbu yondashuvlarning aksariyatida genlarni instruktsiyasini in vivo va ex vivo jonli ravishda bajarish uchun adeno bilan bog'liq viruslar (AAV) va lentiviruslardan foydalaniladi. ASO / siRNA yondashuvlari, masalan Alnylam va Ionis Pharmaceuticals tomonidan qo'llaniladigan usullar, virussiz etkazib berish tizimlarini talab qiladi va GalNAc transportyorlari orqali jigar hujayralariga muqobil etkazib berish mexanizmlaridan foydalanadi.

Gen terapiyasining kontseptsiyasi genetik muammoni uning ildizida yo'q qilishdir. Agar, masalan, irsiy kasallikda (odatda retsessiv), ma'lum bir gendagi mutatsiya disfunktsional oqsil ishlab chiqarilishiga olib keladigan bo'lsa, gen terapiyasidan ushbu genning zararli mutatsiyani o'z ichiga olmagan nusxasini etkazib berish va shu bilan funktsional oqsilni ishlab chiqarish mumkin. Ushbu strategiya genlarni almashtirish terapiyasi deb ataladi va irsiy retinal kasalliklarni davolashda qo'llaniladi.

Gen terapiyasi 1972 yilda mualliflar tomonidan konsepsiya qilingan bo'lib, ular inson gen terapiyasi bo'yicha tadqiqotlarni boshlashda ehtiyot bo'lishga chaqirishgan.

Gen terapiyasida birinchi, muvaffaqiyatsiz urinish (shuningdek, organ transplantatsiyasidan tashqari, chet el genlarini odamlarga tibbiy yo'l bilan yuqtirish bo'yicha birinchi hodisa) Martin Kline tomonidan 1980 yil 10 iyulda boshlangan [15] [16]. Kline olti oydan so'ng uning bemorlaridagi genlardan biri faol bo'lgan deb da'vo qilmoqda, garchi u hech qachon bu ma'lumotni nashr qilmagan yoki tasdiqlamagan [17] va hatto u to'g'ri bo'lsa ham, davolanish bilan biron bir muhim foydali ta'sir ko'rsatishi ehtimoldan yiroq emas. beta talassemiya [17].

1980-yillarda hayvonlarni olib borgan keng qamrovli tadqiqotlar va 1989 yilda odamlarda bakterial genlarni markalashni sinab ko'rgandan so'ng, muvaffaqiyatli deb tan olingan birinchi gen terapiyasi 1990 yil 14 sentyabrda Ashi DeSilva ADA-dan davolanganida boshlangan sinovda namoyish etildi.

Qaytarib bo'lmaydigan genetik o'zgarishlarga olib kelgan birinchi somatik davolash 1993 yilda boshlangan. Maqsad o'simta hujayralarini dori-darmonlarga sezgir qiladigan genni o'tkazish uchun rekombinant DNK yordamida miyaning xavfli o'smalarini davolash edi, bu esa o'z navbatida o'simta hujayralarining o'limiga olib keladi.

Polimerlar oqsillarga translyatsiya qilinadi yoki maqsadli genning ifodalanishiga xalaqit beradi, yoki ehtimol to'g'ri genetik mutatsiyalar. Eng keng tarqalgan shaklda mutatsiyaga uchragan gen o'rnini bosadigan funktsional terapevtik genni kodlovchi DNK ishlatiladi. Polimer molekulasi hujayralar ichida molekulani olib yuruvchi "vektor" ga qadoqlangan.

Dastlabki klinik muvaffaqiyatsizliklar gen terapiyasidan voz kechishga olib keldi. 2006 yildan beri klinik yutuqlar yana tadqiqotchilar e'tiborini tortdi, garchi 2014 yilga kelib u asosan eksperimental edi. Bularga retinal kasalliklarni davolash kiradi: Leberning tug'ma amaurozi va chorideremiya, X bilan bog'langan SCID, ADA-SCID, adrenoleukodistrofiya, surunkali lenfositik leykemiya, o'tkir lenfositik leykemiya, miyeloma, gemofiliyava Parkinson kasalligi. 2013 yildan 2014 yil aprelgacha bo'lgan davrda AQSh kompaniyalari ushbu sohaga 600 million dollardan ortiq mablag 'kiritdilar.

Birinchi savdo gen terapiyasi Gendicina 2003 yilda Xitoyda saratonning ayrim turlarini davolash uchun tasdiqlangan. 2011 yilda Neovasculgen Rossiyada periferik arterial kasalliklarni, shu jumladan, oyoq-qo'llarining ishemiyasini davolash uchun gen terapiya sinfida birinchi bo'lib ro'yxatdan o'tkazildi. 2012 yilda Glybera, noyob irsiy kasallikni davolash uchun, lipoprotein lipaz etishmovchiligini davolash uchun, Evropa Komissiyasi tomonidan tasdiqlanganidan keyin Evropada yoki Qo'shma Shtatlarda klinik foydalanish uchun tasdiqlangan birinchi dori bo'ldi.

Bakteriyalar, hujayralar va mayda hayvonlar genetik injeneriyasining dastlabki yutuqlaridan so'ng olimlar buni tibbiyotda qanday qo'llash haqida o'ylay boshladilar. Ikkita asosiy yondashuv ko'rib chiqildi - nuqsonli genlarni almashtirish yoki yo'q qilish. Olimlar bitta genning nuqsonlari natijasida kelib chiqadigan kasalliklarga, masalan, mukoz fibrozisi, gemofiliya, mushak distrofiyasi, talassemiya va o'roqsimon hujayra kasalliklariga e'tibor qaratdilar. Glieber lipoprotein lipaz defektidan kelib chiqqan kasalliklardan birini davolashadi.

DNK ukol qilinishi, zararlangan hujayralarga etib borishi, hujayraga kirishi va oqsilni ekspresatsiya qilishi yoki yo'q qilishi kerak. Turli xil etkazib berish usullari o'rganilgan. Dastlabki yondashuv DNK ni xromosomaga etkazish uchun yaratilgan virusga DNKni jalb qildi. Yalang'och DNK yondashuvlari, ayniqsa, vaktsinani ishlab chiqish sharoitida o'rganilgan.

Biotibbiyot muhandisligi yoki bioinjiniring - bu biologiya va sog'liqni saqlashda muhandislik tamoyillarini qo'llashdir. Biyomühendisler shifokorlar, terapevtlar va tadqiqotchilar bilan birgalikda klinik muammolarni hal qilish uchun tizimlar, uskunalar va qurilmalarni ishlab chiqishda ishlaydi.
Biotibbiyot muhandislari hayotni yaxshilaydigan va saqlaydigan bir qator texnologiyalarni ishlab chiqdilar. Bunga quyidagilar kiradi:
Protezlar va oyoq-qo'l protezlari kabi protezlar.

Robotik va lazerli jarrohlik kabi jarrohlik moslamalar va tizimlar.

Hayotiy ko'rsatkichlarni va qon kimyosini kuzatish tizimlari.

Insulin nasoslari, yurak stimulyatori va sun'iy organlar singari joylashtirilgan qurilmalar.

Ultratovush, rentgen nurlari, zarracha nurlari va magnit-rezonans kabi tasvirlash texnikasi.

Lip-on-chip va ekspert tizimlari kabi diagnostika.

Buyrak diyalizi va teri osti elektr asab stimulyatsiyasi (TENS) kabi terapevtik uskunalar va qurilmalar.

Zarracha nurlari va rentgen nurlari yordamida radiatsiya terapiyasi.

Jismoniy mashqlar uskunalari va kiyiladigan moslamalar kabi jismoniy terapiya qurilmalari.

Biomedikal muhandislik amaliyoti uzoq tarixga ega. Eng qadimgi misollardan biri - 3000 yillik Misr mumiyasidan topilgan yog'och va charmdan yasalgan protez barmoq. Bungacha, hatto oddiy tayoqchalar va tayoqchalar ham muhandislik yordamchi vositalarining bir turi bo'lgan va singan suyak uchun birinchi bo'lib splint yasagan birinchi biotibbiyot muhandislaridan biri hisoblanadi.

So'nggi yigirma yil ichida global texnologiyalar insoniyat tarixidagi har qanday vaqtga qaraganda tezroq o'zgardi. Texnologik yangiliklar biznes va hayotning deyarli barcha sohalarida sezilarli yutuqlarga olib keldi va uning ta'siri hech bir joyda tibbiyotga qaraganda chuqurroq bo'lmadi.

Bugungi kunda shifokorlar va bemorlar avvalgi avlodlar tasavvur qila olmagan biotibbiyot texnologiyalaridan foydalanish imkoniyatiga ega. Tibbiyot olamini shiddat bilan qabul qiladigan uchta eng ajoyib biotibbiyot texnologiyalari: