Κεφαλαιο 8 (ορισμοι οχι βηματα) Flashcards
Τρεις στοχους της ιατρικης στους οποιους εχει συμβαλλει η βιοτεχνολογια
1) Η έγκαιρη διάγνωση μιας ασθένειας απαιτεί την ανάπτυξη ευαίσθητων τεχνικών που μπορούν να εντοπίσουν την ασθένεια στα αρχικά της στάδια, πριν να εμφανιστούν τα συμπτώματά της στον οργανισμό, να ανιχνεύσουν κάποια μόλυνση από παθογόνους οργανισμούς ή να διαπιστώσουν την ύπαρξη κάποιας κληρονομικής ασθένειας.
2) Η πρόληψη σοβαρών ασθενειών όπως η ηπατίτιδα Β, η πολιομυελίτιδα και η φυματίωση χρειάζεται πιο εξελισμένα, επαρκώς ασφαλή αλλά και οικονομικά προσιτά εμβόλια. Επίσης η ανάπτυξη εμβολίων για την πρόληψη ασθενειών όπως το AIDS, η μηνιγγίτιδα και ο καρκίνος είναι πλέον επιτακτική ανάγκη.
3) Η αποτελεσματική θεραπεία προϋποθέτει την κατανόηση των βιοχημικών μηχανισμών και του γενετικού υπόβαθρου της ασθένειας, για την εφαρμογη κατάλληλης θεραπείας είτε με φαρμακευτική αγωγή είτε με «γενετική διόρθωση» της βλάβης
Σε αυτους τους στοχους συνεισφερει επισης με την αναπτυξη της τεχνολογιας του ανασυνδυασμενου DNA, με τη χρηση της PCR, με ανιχνευτες DNA και μονοκλωνικα αντισωματα
φαρμακευτικές πρωτεΐνες
πρωτεΐνες που χρησιμοποιούνται για τη θεραπεία διάφορων ασθενειών. Μεταξύ των πρώτων μορίων που παρασκευάστηκαν είναι η ινσουλίνη, οι ιντερφερόνες και η αυξητική ορμόνη.
ινσουλίνη
Η ινσουλίνη είναι μια ορμόνη που αποτελείται από 51 αμινοξέα, παράγεται από ειδικά κύτταρα του παγκρέατος και ρυθμίζει το μεταβολισμό των υδατανθράκων και ειδικότερα το ποσοστό της γλυκόζης στο αίμα. Αποτελείται επισης από δύο μικρά πεπτίδια, Α και Β, που συγκρατούνται μεταξύ τους με δισουλφιδικούς δεσμούς. Το γονίδιο της ινσουλίνης παράγει ένα πρόδρομο μόριο, την προϊνσουλίνη, το οποίο μετατρέπεται τελικά σε ινσουλίνη. Ο διαβήτης είναι μια ασθένεια που χαρακτηρίζεται από έλλειψη ή μείωση ινσουλίνης.
ιντερφερονες
Οι ιντερφερόνες είναι αντιιικές πρωτεΐνες, που παράγονται από κύτταρα που έχουν μολυνθεί από ιούς. Οι πρωτεΐνες αυτές, επάγουν την παραγωγή άλλων πρωτεϊνών από τα γειτονικά υγιή κύπαρα, οι οποίες εμποδίζουν τον πολλαπλασιασμό των ιών σ’ αυτά. Οι ιντερφερόνες είναι οικογένεια συγγενών πρωτεϊνών, που ταξινομούνται ανάλογα με τη χημική και βιολογική ενεργότητα τους σε τρεις ομάδες: τις ιντερφερόνες, α, β και γ. Εχουν επισης ιδιαίτερο ενδιαφέρον ως αντιιικοί και πιθανόν ως αντικαρκινικοί παράγοντες.
αντισωματα
Τα αντισώματα είναι πρωτεϊνικά μόρια, που παράγονται από τα Β-λεμφοκύπαρα του ανοσοποιητικού μας συστήματος, όταν ένα αντιγόνο (παθογόνος μικροοργανισμός, ιός ή ξένο υλικό) προσβάλει τον οργανισμό. Τα αντισώματα αντιδρούν με το αντιγόνο και το εξουδετερώνουν.
αντιγονικος καθοριστης
περιοχή του αντιγόνου την οποια αναγνωριζει ενα αντισωμα. Ένα μεγάλο αντιγόνο, π.χ. ένας μικροοργανισμός, έχει πολλούς αντιγονικούς καθοριστές γι’ αυτό παράγονται πολλά είδη αντισωμάτων εναντίον του.
κλωνος
μια ομάδα όμοιων Β-λεμφοκυττάρων που παραγει ενα είδος αντισώματος
μονοκλωνικά αντισώματα
Τα αντισώματα που παράγονται από έναν κλώνο Β-λεμφοκυπάρων. Είναι πολύ σημαντικά στην Ιατρική και χρησιμοποιούνται ως διαγνωστικά για την ανίχνευση ασθενειών ή ως εξειδικευμένα φάρμακα εναντίον παθογόνων μικροοργανισμών ή καρκινικών κυττάρων.
υβριδώματα
υβριδικα κυτταρα που παραγονται απο τη συντηξη καρκινικων και β-λεμφοκυτταρων. Διαιρουνται συνεχως (ιδιοτητα καρκινικων κυτταρων) και παραγουν μονοκλωνικα αντισωματα (ιδιοτητα β-λεμφοκυτταρων)
εφαρμογες μονοκλωνικων αντισωματων
1) Ανοσοδιαγνωστικά: Τα μονοκλωνικά αντισώματα επειδή αναγνωρίζουν ειδικά έναν αντιγονικό καθοριστή μπορούν να ανιχνεύσουν στα υγρά του σώματος (αίμα, ούρα κ.ά.) ουσίες που είναι υπεύθυνες για ποικίλες ασθένειες, παθογόνους μικροοργανισμούς, καθώς και τη διακύμανση της συγκέντρωσης διάφορων προϊόντων του μεταβολισμού, η οποία μπορεί να προοιωνίζει την πιθανότητα εμφάνισης κάποιας ασθένειας. Η τεχνική ανίχνευσης είναι γρήγορη, απλή, ευαίσθητη, ακριβής και επιτρέπει τη διάγνωση ασθενειών πριν εμφανιστούν τα συμπτώματα. Συνεισφέρουν σημαντικά στην αύξηση της ευαισθησίας κλινικών δοκιμασιών όπως ο προσδιορισμός των ομάδων αίματος και η εξακρίβωση μιας πιθανής κύησης.
2) Θεραπευτικά: Η πιο ενδιαφέρουσα εφαρμογή τους αφορά τη θεραπεία του καρκίνου. Τα καρκινικά κύτταρα έχουν στην εξωτερική επιφάνεια τους μεγάλη ποικιλία αντιγόνων που δεν υπάρχουν στα φυσιολογικα κύτταρα του οργανισμού, και ονομάζονται καρκινικά αντιγόνα. Έτσι μπορούν να κατασκευαστούν μονοκλωνικά αντισώματα εναντίον αυτών των αντιγόνων και να γινουν ειδικοι «μεταφορείς» ισχυρών αντικαρκινικών φαρμάκων. Όταν εισαχθούν στον οργανισμό, βρίσκουν και προσβάλλουν τους καρκίνους-στόχους και τα αντικαρκινικά φάρμακα, που είναι συνδεδεμένα μαζι τους, δρουν κατευθείαν στα καρκινικά κύτταρα καταστρεφοντας τα. Αποφευγεται ετσι η χειρουργική επέμβαση και η χημειοθεραπεία.
3) Για την επιλογή οργάνων συμβατών για μεταμόσχευση: Τα κύτταρα των οργάνων έχουν στην επιφάνειά τους ειδικά αντιγόνα επιφανείας, που αναγνωρίζονται από ειδικά μονοκλωνικά αντισώματα. Μπορεί να γίνει, λοιπον, έλεγχος των οργάνων δωρητών για να διαπιστωθεί αν ταιριάζουν ανοσολογικά με τα αντίστοιχα των ασθενών. Έτσι, είναι δυνατόν να αποφευχθεί η απόρριψη και οι μεταμοσχεύσεις να είναι επιτυχείς.
εμβολια
Τα εμβόλια αποτελούνται από νεκρές ή από εξασθενημένες μορφές ενός παθογόνου μικροοργανισμού οι οποιες χορηγουνται στον οργανισμο για να οδηγησουν σε ανοσολογικη αντιδραση.
μειονεκτηματα παραγωγης εμβολιων με κλασικες μεθοδους
1) Δεν μπορούν όλοι οι μολυσματικοί παράγοντες να αναπτυχθούν σε κυτταροκαλλιέργεια και έτσι δεν έχουν αναπτυχθεί εμβόλια για πολλές ασθένειες.
2) Ορισμένοι ιοί των ζώων αναπτύσσονται με αργό ρυθμό σε κυτταροκαλλιέργειες συνεπώς η απόδοσή τους είναι πολύ χαμηλή, άρα και τα εμβόλια γίνονται πολύ ακριβά.
3) Χρειάζονται μεγάλες προφυλάξεις, για να μην εκτεθεί το προσωπικό που κατασκευάζει τα εμβόλια στον παθογόνο παράγοντα.
4) Δεν είναι όλα τα εμβόλια αποτελεσματικά π.χ. για τον ιό του AIDS
ειδη εμβολιων που παραγονται με βιοτεχνολογικες μεθοδους
εμβόλια-υπομονάδες, εμβόλια από ζωντανούς γενετικά τροποποιημένους ιούς και εμβόλια γυμνού DNA.
αντιβιοτικα
Τα αντιβιοτικά είναι χημικές ουσίες που παράγονται από μικροοργανισμούς και θανατώνουν άλλους μικροοργανισμούς ή αναστέλλουν την ανάπτυξη τους.
Μπορουν να συντεθουν και χημικα ωστοσο η διαδικασία είναι ακριβή και επίπονη
Έχουν απομονωθεί από διάφορους μικροοργανισμούς, περισσότερα από 8.000 αντιβιοτικά με ποικίλους τρόπους δράσης.
Στην πλειονότητα τους έχουν απομονωθεί από το βακτήριο του εδάφους Streptomyces
πως εφαρμοζεται η τεχνολογια του ανασυνδυασμενου DNA στην παραγωγη αντιβιοτικων
1) Την κλωνοποίηση όλων των γονιδίων που κωδικοποιούν ένζυμα απαραίτητα για τη βιοσύνθεση ενός αντιβιοτικού.
2) Την ανάπτυξη αντιβιοτικών με ισχυρότερη δράση εναντίον ορισμένων μικροβίων και με λιγότερες παρενέργειες.
3) Την κατασκευή γενετικά τροποποιημένων μικροοργανισμών με στόχο τη μεγαλύτερη απόδοση στην παραγωγή αντιβιοτικών.
γονιδιακη θεραπεια
η διαδικασια με την οποια μια ασθενεια μπορει να θεραπευτει με γενετικη τροποποιηση των σωματικων κυτταρων του ασθενους. Εχει ως στοχο τη “διορθωση” της γενετικης βλαβης εισαγωντας στον ασθενη φυσιολογικα αλληλομορφα του μεταλλαγμενου γονιδιου
προυποθεσεις για εφαρμογη γονιδιακης
1) κλωνοποιηση υπευθυνου φυσ. γονιδιου
2) προσδιορισμος κυτταρων που εμφανιζουν βλαβη
3) κληρονομηση ασθενειας με υπολοιπομενο τροπο
4) αναπτυξη καταλληλου ιου-φορεα
απαμιναση της αδενοσινης ADA
ενζυμο που παίρνει μέρος στον μεταβολισμό των πουρινών στα κύτταρα του μυελού των οστών. Η έλλειψη του οφείλεται σε μετάλλαξη του γονιδίου που το παράγει. Η ασθενεια που προκαλει ονομαζεται ανεπαρκεια του ανοοσοποιητικου συστηματος και κληρονομείται με αυτοσωμικό υπολειπόμενο τροπο. Οι ασθενείς πάσχουν από χρόνιες μολύνσεις, έχουν προδιάθεση για ανάπτυξη καρκίνου σε πολύ μικρή ηλικία και πολλοί πεθαίνουν ύστερα από λίγους μήνες ζωής.
ex vivo
Τύπος γονιδιακής θεραπείας οπου τα κύτταρα τροποποιούνται έξω από τον οργανισμό και εισάγονται πάλι σ’ αυτόν.
μειονεκτηματα ex vivo γον. θερ.
η θεραπεία δεν είναι μόνιμη- και χρειάζεται συνεχής έγχυση τέτοιων κυττάρων. Επισης δε γίνεται αντικατάσταση του μεταλλαγμένου γονιδίου στα κύτταρα του οργανισμού αλλά ενσωμάτωση του φυσιολογικού αντιγράφου του. Συνεπώς δε μεταβιβάζεται στους απογόνους.
in vivo γον. θερ.
είδος γονιδιακής θεραπείας οπου τα φυσιολογικά γονίδια ενσωματώνονται σε μόρια-φορείς και εισάγονται κατευθείαν στον οργανισμό
μειονεκτηματα in vivo γον. θερ.
οι ιοι-φορείς που χρησιμοποιούνται, αν και καθίστανται αβλαβείς έχουν μικρή πιθανότητα να προκαλέσουν παρενέργειες και σε ορισμένες περιπτώσεις καρκίνο.
δεν μεταβιβαζεται το φυσιολογικο αλληλομορφο στους απογονους
η θεραπεια μπορει να ειναι παροδικη και οχι μονιμη αναλογα τη χρονικη διαρκεια ζωης των κυτταρων που “διορθωνονται”
χαρτογραφηση
εντοπισμός της θέσης των γονιδίων στα χρωμοσώματα και προσδιορισμός της αλληλουχίας των βάσεων του DNA στο ανθρώπινο γονιδίωμά
σε τι θα συμβαλλει η ανάλυση του ανθρώπινου γονιδιώματος
1) Στη μελέτη της οργάνωσης και λειτουργίας του ανθρώπινου γονιδιώματος. Μετά την ολοκλήρωση του προγράμματος προσδιορίστηκαν το σύνολο των γονιδίων που κωδικοποιούν πρωτεΐνες, οι ρυθμιστικές περιοχές των γονιδίων αυτών, καθώς και οι περιοχές του γονιδιώματος με άγνωστη λειτουργία
2) Στην ανάπτυξη μεθοδολογίας για τη διάγνωση και τη θεραπεία των ασθενειών με τον προσδιορισμό της θέσης και της αλληλουχίας των γονιδίων που έχουν μεταλλαγεί και σχετίζονται με διάφορες ασθένειες.
3) Στη μελέτη της εξέλιξης του ανθρώπινου γονιδιώματος. Για το σκοπό αυτό βρίσκονται παράλληλα σε εξέλιξη προγράμματα προσδιορισμού της αλληλουχίας άλλων ειδών, όπως είναι το πρόβατο, ο σκύλος, η αγελάδα, διάφορα έντομα, ο γεωσκώληκας, καθώς και πολλοί μικροοργανισμων. Θα συμβάλουν στην αποκάλυψη των εξελικτικών σχέσεων που υπάρχουν μεταξύ των ειδών.
4) Στη μαζική παραγωγή προϊόντων με τις μεθόδους που χρησιμοποιεί η Βιοτεχνολογία, μετά την απομόνωση των γονιδίων τα οποία είναι χρήσιμα στη φαρμακοβιομηχανία, στη βιομηχανία, στη γεωργία και την κτηνοτροφία.
