7 APPLICATIONS DE LA BIOLOGIE EN MÉDECINE - LA BIOLOGIE - 2025

Les applications de la biologie en médecine sont tous ces outils pratiques que la biomédecine offre dans le diagnostic de laboratoire, dans les soins médicaux et dans tout autre domaine lié à la santé.

La biologie médicale offre un large éventail d'approches technologiques et scientifiques, qui pourraient aller du diagnostic in vitro à la thérapie génique. Cette discipline de la biologie applique la variété de principes qui régissent les sciences naturelles dans la pratique médicale.

Mycobacterium tuberculosis. Source: NIAID sur Flickr., via Wikimedia Commons

Pour cela, les spécialistes mènent des investigations sur les différents processus physiopathologiques, en tenant compte des interactions moléculaires jusqu'au fonctionnement intégral de l'organisme.

Ainsi, la biomédecine offre de nouvelles alternatives en relation avec la création de médicaments, avec des niveaux de toxicité plus faibles. Elle contribue également au diagnostic précoce des maladies et à leur traitement.

Exemples d'applications de la biologie en médecine

Thérapie sélective pour l'asthme

On pensait auparavant que la SRS-A (substance anaphylactique à réaction lente) jouait un rôle important dans l'asthme, une condition qui afflige tellement les humains.

Des enquêtes ultérieures ont déterminé que cette substance était un mélange de leucotriène C4 (LTC4), de leucotriène E4 (LTE4) et de leucotriène D4 (LTD4). Ces résultats ont ouvert la voie à de nouveaux traitements sélectifs de l'asthme.

Le travail visait à identifier une molécule qui bloquait spécifiquement l'action de LTD4 dans les poumons, évitant ainsi le rétrécissement des voies respiratoires.

En conséquence, des médicaments contenant des modificateurs de leucotriène ont été développés pour être utilisés dans les thérapies contre l'asthme.

Sélectivité et anti-inflammatoires

Les anti-inflammatoires non stéroïdiens (AINS) sont utilisés depuis longtemps dans le traitement de l'arthrite. La raison principale est sa grande efficacité à bloquer les effets de l'acide arachidonique, situé dans l'enzyme cyclooxygénase (COX).

Cependant, lorsque l'effet de la COX est inhibé, il empêche également sa fonction de protecteur gastro-intestinal. Des études récentes indiquent que la cyclooxygénase est constituée d'une famille d'enzymes, où 2 de ses membres ont des caractéristiques très similaires: CO-1 et COX-2.

COX-1 a un effet gastroprotecteur, en inhibant cette enzyme, la protection du tractus intestinal est perdue. L'exigence fondamentale du nouveau médicament serait orientée vers l'inhibition sélective de la COX-2, pour assurer la permanence des deux fonctions: protectrice et anti-inflammatoire.

Les spécialistes ont réussi à isoler une molécule qui attaque sélectivement la COX-2, de sorte que le nouveau médicament offre les deux avantages; un anti-inflammatoire qui ne cause pas de dommages gastro-intestinaux.

Méthodes alternatives d'administration des médicaments

Les méthodes traditionnelles d'administration de pilules, de sirops ou d'injections nécessitent que le produit chimique pénètre dans la circulation sanguine pour être dispersé dans tout le corps.

Le problème survient lorsque des effets secondaires surviennent dans des tissus ou des organes pour lesquels le médicament n'était pas destiné, avec l'aggravation que ces symptômes pourraient apparaître avant que le niveau thérapeutique souhaité ne soit atteint.

Dans le cas du traitement traditionnel d'une tumeur cérébrale, le médicament doit avoir une concentration beaucoup plus élevée que d'habitude, en raison des barrières hémato-encéphalique. En conséquence de ces doses, les effets secondaires pourraient être hautement toxiques.

Pour obtenir de meilleurs résultats, les scientifiques ont développé un biomatériau qui consiste en un dispositif polymère. Ceci est biocompatible et se dissout lentement en libérant le médicament. Dans le cas d'une tumeur cérébrale, la tumeur est retirée et des disques polymères sont insérés qui sont constitués d'un médicament chimiothérapeutique.

Ainsi, la posologie sera exactement celle requise et sera libérée dans l'organe affecté, réduisant considérablement les effets collatéraux possibles dans d'autres systèmes corporels.

Hydrogels de protéines pour améliorer l'efficacité de la thérapie par injection de cellules souches

Dans la thérapie à base de cellules souches, il est important que la quantité délivrée au patient soit cliniquement adéquate. De plus, il est nécessaire que sa viabilité soit maintenue in situ.

Le moyen le moins invasif de délivrer des cellules souches est l'injection directe. Cependant, cette option n'offre qu'une viabilité cellulaire de 5%.

Afin de répondre aux besoins cliniques, des spécialistes ont développé un système minceur et auto-cicatrisant qui comprend deux protéines qui s'auto-assemblent en hydrogels.

Lorsque ce système d'hydrogel est administré, en conjonction avec les cellules thérapeutiques, on s'attend à ce qu'il améliore la viabilité cellulaire dans les sites où il y a une ischémie tissulaire.

Il est également utilisé dans le cas de la maladie artérielle périphérique, où il est prioritaire de maintenir la viabilité des cellules qui permettent la circulation sanguine dans les membres inférieurs

Le zinc pour attaquer les cellules productrices d'insuline

L'injection d'insuline agit en contrôlant les symptômes du diabète. Les chercheurs proposent d'agir directement sur les cellules bêta du pancréas qui génèrent de l'insuline. La clé pourrait être l'affinité de ces cellules pour le zinc.

Les cellules bêta accumulent du zinc environ 1 000 fois plus que le reste des cellules qui composent les tissus environnants. Cette caractéristique est utilisée pour les identifier et appliquer sélectivement des médicaments favorisant leur régénération.

Pour ce faire, les chercheurs ont associé un agent chélateur du zinc à un médicament qui régénère les cellules bêta. Le résultat indique que le médicament s'est également fixé sur les cellules bêta, ce qui les a amenées à se multiplier.

Dans un test réalisé sur des rats, les cellules bêta se sont régénérées environ 250% de plus que les autres cellules.

NGAL comme prédicteur de la lésion rénale aiguë

La lipocaline associée à la gélatinase neutrophile, connue sous l'acronyme NGAL, est une protéine utilisée comme biomarqueur. Son rôle est de détecter les lésions rénales aiguës chez les personnes atteintes de drépanocytose. Chez ces types de patients, la mesure du sérum a peut-être prédit le début de la maladie.

Les troubles rénaux, tels que l'augmentation de la créatinine et de l'urée, sont l'une des complications de la drépanocytose. La recherche associe NGAL à la néphropathie chez les patients atteints de diabète de type 2.

Cela fait de NGAL un outil sensible et important dans le cadre clinique, en raison de son faible coût, de son accès facile et de sa disponibilité.

De plus, il s'agit d'un biomarqueur sensible qui contribue à la détection précoce, avec une gamme très large d'évaluation de routine, lors de la prise en charge de la drépanocytose.

Vitamine D, inhibiteur de croissance de Mycobacterium tuberculosis

La tuberculose est principalement une maladie pulmonaire associée à Mycobacterium tuberculosis. La progression de la maladie dépendra de la réponse du système immunitaire, dont l'efficacité est affectée par des facteurs externes et internes, tels que la génétique.

Parmi les facteurs externes figurent l'état physiologique et nutritionnel du patient. Des études indiquent que la carence en vitamine D peut être directement liée à une régulation altérée du système immunitaire.

De cette manière, les actions immunomodulatrices dudit système sur M. tuberculosis seraient affectées. Le risque accru de contracter la tuberculose pourrait être lié à un faible taux de vitamine D.

La pertinence clinique indique que le traitement antituberculeux induit par la vitamine D3 pourrait agir comme un complément au traitement de la tuberculose

Références

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