7 Aplicaciones de la biología en la medicina
Las aplicaciones de la biología en la medicina son todas aquellas herramientas prácticas que ofrece la biomedicina en los diagnósticos de laboratorio, en la atención médica y en cualquier otra área referente a la salud.
La biología médica brinda una amplia gama de enfoques tecnológicos y científicos, que pudieran abarcar desde el diagnóstico in vitro hasta una terapia génica. Esta disciplina de la biología aplica la variedad de principios que rigen las ciencias naturales en la práctica médica.
Para esto, los especialistas realizan investigaciones de los diferentes procesos fisiopatológicos, tomando en cuenta desde las interacciones moleculares hasta el funcionamiento integral del organismo.
Así, la biomedicina ofrece alternativas novedosas en lo referente a la creación de fármacos, con niveles tóxicos menores. De igual forma contribuye al diagnóstico temprano de las enfermedades y a su tratamiento.
Ejempos de aplicaciones de la biología en la medicina
Terapia selectiva para el asma
Anteriormente se pensaba que el SRS-A (sustancia de reacción lenta de la anafilaxia) desempeñaba un papel importante en el asma, afección que tanto aqueja a los humanos.
Investigaciones posteriores determinaron que esta sustancia es una mezcla entre el leucotrieno C4 (LTC4), leucotrieno E4 (LTE4) y leucotrieno D4 (LTD4). Estos resultados abrieron las puertas a nuevos tratamientos selectivos para el asma.
Los trabajos fueron orientados a identificar una molécula que bloqueara concretamente la acción del LTD4 en los pulmones, evitando así el estrechamiento de las vías respiratorias.
Como resultado, se elaboraron fármacos que contienen modificadores de leucotrienos, a fin de que estos sean utilizados en las terapias del asma.
Selectividad y medicamentos antiinflamatorios
Los antiinflamatorios no esteroides (AINE) han sido utilizados por largo tiempo en el tratamiento de las artritis. La razón principal es su alta efectividad bloqueando los efectos del ácido araquidónico, localizado en la enzima ciclooxigenasa (COX).
Sin embargo, cuando se inhibe el efecto del COX, impide también su función como protector gastrointestinal. Estudios recientes señalan que la ciclooxigenasa está formada por una familia de enzimas, donde 2 de sus miembros tienen características muy parecidas: el CO-1 y el COX-2.
La COX-1 tiene efecto gastroprotector, al inhibir esta enzima se pierde la protección del tracto intestinal. El requerimiento fundamental del nuevo fármaco estaría orientado a inhibir selectivamente al COX-2, para lograr la permanencia de ambas funciones: protectora y antiinflamatoria.
Los especialistas lograron aislar una molécula que ataca selectivamente al COX-2, por lo que el nuevo medicamento ofrece ambos beneficios; un antiinflamatorio que no causa lesiones a nivel gastrointestinal.
Métodos alternativos en la administración de medicamentos
Los métodos tradicionales en la administración de pastillas, jarabes o inyecciones requieren que el producto químico entre al torrente sanguíneo, para que sea dispersado por todo el cuerpo.
El problema se presenta cuando se producen efectos secundarios en tejidos u órganos a los cuales no estaba destinado el fármaco, con el agravante de que estos síntomas pudiesen aparecer antes de que se logre el nivel terapéutico deseado.
En el caso del tratamiento tradicional de un tumor en el cerebro, el medicamento debe tener una concentración mucho más alta de lo habitual, debido a las barreras hematoencefálicas. Como consecuencia de estas dosis, los efectos secundarios podrían ser altamente tóxicos.
Para alcanzar mejores resultados, los científicos han desarrollado un biomaterial que consiste en un dispositivo polimétrico. Este es biocompatible y se disuelve liberando lentamente el fármaco. En el caso de la tumoración cerebral, el tumor es extraído y se le insertan discos poliméricos que están formados por un fármaco de tipo quimioterapéutico.
Así, la dosificación será justamente la requerida y será liberada en el órgano afectado, disminuyendo considerablemente los posibles efectos colaterales en otros sistemas del organismo.
Hidrogeles proteicos para mejorar la eficacia de la terapia de inyección de células madres
En la terapia basada en células madres, es importante que la cantidad suministrada al paciente sea la clínicamente adecuada. Además, es necesario que se mantenga su viabilidad in situ.
La manera menos invasiva de suministrar las células madres es la inyección directa. Sin embargo, esta opción ofrece solamente el 5% de viabilidad celular.
Con la finalidad de satisfacer las necesidades clínicas, los especialistas han desarrollado un sistema de adelgazamiento y autocuración que comprende dos proteínas que se autoensamblan en hidrogeles.
Cuando este sistema de hidrogeles es administrado, conjuntamente con las células terapéuticas, se espera que mejore la viabilidad celular en aquellos sitios donde existe isquemia tisular.
También se utiliza en el caso de una enfermedad arterial periférica, donde es prioridad mantener la viabilidad de las células que permiten el flujo sanguíneo en las extremidades inferiores
El zinc para atacar las células productoras de insulina
La inyección de insulina actúa controlando los síntomas de la diabetes. Los investigadores plantean actuar directamente sobre las células beta del páncreas que generan la insulina. La clave podría ser la afinidad de estas células por el zinc.
Las células beta acumulan zinc alrededor de 1.000 veces más que el resto de las células que forman los tejidos circundantes. Esta característica es aprovechada para poder identificarlas y aplicar selectivamente medicamentos que promuevan su regeneración.
Para esto, los investigadores unieron un agente quelante de zinc a un fármaco que regenera las células beta. El resultado indica que el medicamento también se fijaba en las células betas, provocando su multiplicación.
En una prueba realizadas en ratas, las células betas se regeneraron alrededor de un 250% más que otras células.
NGAL como predictor de lesiones renales agudas
La lipocalina asociada con la gelatinasa de neutrófilos, conocida con las siglas NGAL, es una proteína utilizada como biomarcador. Su función es detectar una lesión renal aguda en individuos con células falciformes. En este tipo de pacientes, la medición sérica posiblemente pronosticó la aparición de la enfermedad.
Los trastornos renales, como el aumento de la creatinina y la urea, son una de las complicaciones de la enfermedad de células falciformes. Las investigaciones asocian al NGAL con nefropatía en aquellos pacientes que tienen diabetes tipo 2.
Esto convierte al NGAL en una herramienta sensible e importante en el ámbito clínico, debido a su bajo costo, a su fácil acceso y a su disponibilidad.
Además, es un biomarcador sensible que contribuye con la temprana detección, con un rango muy amplio para la evaluación rutinaria, durante el manejo de la enfermedad de células falciformes.
Vitamina D, inhibidor del crecimiento del Mycobacterium tuberculosis
La tuberculosis es principalmente una enfermedad pulmonar asociada a Mycobacterium tuberculosis. El avance de la enfermedad va a depender de la respuesta del sistema inmunológico, cuya eficacia está afectada por factores externos e internos, como la genética.
Dentro de los factores externos se encuentran el estado fisiológico y nutricional del paciente. Los estudios indican que la deficiencia de la vitamina D pudiera estar relacionada de manera directa con el deterioro en la regulación del sistema inmunológico.
De esta manera, se verían afectadas las acciones inmunomoduladoras de dicho sistema sobre M. tuberculosis. El aumento de la posibilidad de contraer tuberculosis pudiera estar relacionado con un bajo nivel de vitamina D.
La relevancia clínica señala que la terapia antituberculosa inducida por la vitamina D3 podría actuar como un complemento del tratamiento de la tuberculosis
Referencias
- Atere AD, Ajani OF, Akinbo DB, Adeosun OA, Anombem OM (2018). Serum Levels of Neutrophil Gelatinase-Associated Lipocalin (NGAL) as Predictor of Acute Kidney Injury in Sickle Cell Subjects. J Biomedical. Recuperado de jbiomeds.com
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