Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
Медициналық биотехнология - Coggle Diagram
Медициналық биотехнология
Медициналық биотехнология — тірі жасушаларды, микроорганизмдерді, ферменттерді, генетикалық материалды және биологиялық жүйелерді пайдалана отырып, ауруларды диагностикалау, алдын алу және емдеу үшін дәрілік препараттар мен жаңа технологияларды әзірлейтін ғылым саласы.
Медициналық биотехнология молекулалық биология, генетика, микробиология, иммунология, биохимия және фармакология ғылымдарымен тығыз байланысты.
Медициналық биотехнологияның негізгі міндеттері
Вакциналар мен биологиялық дәрілік препараттарды өндіру.
Генетикалық және жұқпалы ауруларды ерте анықтау.
Гендік және жасушалық терапия әдістерін дамыту.
Қатерлі ісіктерді емдеуге арналған биологиялық препараттар әзірлеу.
Зақымданған тіндерді қалпына келтіру технологияларын зерттеу.
Дәрілік заттардың тиімділігі мен қауіпсіздігін арттыру.
Медициналық биотехнологияның негізгі бағыттары
Гендік инженерия-Генетикалық материалды өзгерту немесе қажетті генді енгізу. Мысалы.Рекомбинантты адам инсулині
Иммундық биотехнология-Иммундық жүйенің компоненттерін пайдалану.Мысалы:Моноклоналды антиденелер
Молекулалық диагностика-ДНҚ мен РНҚ-ны зерттеу.Мысалы:ПТР арқылы инфекцияны анықтау.
Вакциналық биотехнология-Иммундық жауап қалыптастыратын препараттар жасау.Мысалы:мРНҚ вакциналары.
Медициналық биотехнологияның даму тарихындағы маңызды кезеңдер
1796 жыл — Эдвард Дженнер
Шешекке қарсы вакцинацияның алғашқы ғылыми негізделген тәжірибесін жүргізді. Ол сиыр шешегін жұқтырған адамның материалы шешек ауруынан қорғауға көмектесетінін көрсетті. Бұл кейінгі вакцинологияның дамуына негіз болды.
1928 жыл — Александр Флеминг
Penicillium зең саңырауқұлағының бактериялардың өсуін тежейтін зат түзетінін байқады. Бұл жаңалық пенициллиннің ашылуына жол ашты. Кейін оның емдік қолданылуы мен жаппай өндірісі басқа ғалымдардың еңбегімен жүзеге асты.
1970–1980 жылдар — генетикалық технологиялардың дамуы
ДНҚ-ны секвенирлеу және рекомбинантты ДНҚ технологиялары дамыды. Фредерик Сэнгер ДНҚ тізбегін анықтау әдісін жетілдіріп, генетикалық зерттеулерге зор үлес қосты.
Медициналық биотехнология саласындағы ғалымдар және олардың тәжірибелері
Фредерик Бантинг, Чарльз Бест және Джон Маклеод — инсулинді зерттеу.
Зерттеу мақсаты: қант диабетін емдеуге мүмкіндік беретін ұйқыбез гормонының әсерін анықтау.
Тәжірибенің барысы:
1921 жылы Фредерик Бантинг пен Чарльз Бест ұйқыбезден алынған сығындының әсерін зерттей бастады.
Қант диабеті туғызылған жануарларға сығынды енгізіліп, қандағы глюкоза деңгейі бақыланды.
Джон Маклеод зерттеуді ұйымдастыруға және ғылыми қолдауға қатысты, ал биохимик Джеймс Коллип инсулин сығындысын тазартуды жетілдірді.
1922 жылы инсулинді адамда клиникалық қолдану нәтижелері жарияланды.
Нәтижесі: инсулин қант диабетін емдеудің негізгі әдістерінің біріне айналды. Кейін гендік инженерия арқылы адам инсулинін микроорганизмдерде өндіру технологиясы жасалды. 
Маңызды ғылыми айырмашылық: инсулиннің ашылуы мен оны гендік инженерия арқылы өндіру — екі бөлек тарихи кезең.
Қазақстандық ғалымдар мен медициналық биотехнология зерттеулері
Қазақстанда медициналық биотехнологияның маңызды бағыттары — вакциналар жасау, биологиялық қауіпсіздік, молекулалық диагностика, иммунобиотехнология және генетикалық зерттеулер.
Күнсұлу Закарья — Қазақстанның Биологиялық қауіпсіздік проблемалары ғылыми-зерттеу институтымен байланысты отандық вакцинаны әзірлеу жұмыстарының жетекші тұлғаларының бірі.
Зерттеу мақсаты: SARS-CoV-2 коронавирусына қарсы отандық вакцина әзірлеу.
Зерттеу барысы
2020 жылы науқастардан алынған материалдар негізінде вирус бөлініп, оның биологиялық қасиеттері зерттелді.
Ғалымдар инактивтелген вакцина платформасын таңдады. Инактивтелген вакцина құрамында көбею қабілеті жойылған вирус болады.
Зертханалық жануарларда клиникаға дейінгі зерттеулер жүргізілді.
Клиникалық зерттеулердің I, II және III кезеңдері жоспарланып, кезең-кезеңімен өткізілді.
Вакцинаның қауіпсіздігі мен иммундық жауап қалыптастыру қабілеті бағаланды.
Нәтижесі: QazVac (QazCovid-in) Қазақстанда әзірленген COVID-19-ға қарсы вакцина ретінде клиникалық зерттеулерден өтіп, 2021 жылы өндіріліп, қолданысқа енгізілді. 
Ғылыми маңызы: бұл жоба Қазақстанның вирусология, иммунология, вакцина жасау және биологиялық препараттарды өндіру салаларындағы тәжірибесін дамытуға ықпал етті.
Қазақстандағы медициналық биотехнология орталықтары
Биологиялық қауіпсіздік проблемаларының ғылыми-зерттеу институты
Вирусология, иммунология, вакциналар және биологиялық препараттарды әзірлеу бағыттарында жұмыс істейді. QazVac жобасы — оның белгілі ғылыми нәтижелерінің бірі.
Ұлттық биотехнология орталығы
Медициналық генетика, гендік диагностика, фармакогеномика, иммунобиотехнология, жасушалық технологиялар және регенеративті медицина салаларында зерттеулер жүргізеді.
Медициналық биотехнологиядағы маңызды тәжірибелер мен зерттеу мысалдары
ПТР әдісі арқылы ауруларды анықтау.
ПТР (полимеразалық тізбекті реакция) — ДНҚ-ның белгілі бір бөлігін көп мөлшерде көбейтуге мүмкіндік беретін молекулалық-биологиялық әдіс. РНҚ-вирустарды анықтау үшін алдымен кері транскрипция арқылы РНҚ-дан ДНҚ көшірмесі жасалатын RT-PCR қолданылады.
Негізгі ғалым: Кэри Муллис (Kary Mullis). Ол ПТР әдісін 1983 жылы ұсынды.
Әдістің негізгі кезеңдері:
Биологиялық үлгі алынады.
Үлгіден нуклеин қышқылы бөлініп алынады.
Қажет болса, РНҚ ДНҚ-ға айналдырылады.
Арнайы праймерлер мен ДНҚ-полимераза арқылы нысаналы генетикалық аймақ көбейтіледі.
Нәтиже аппарат көмегімен тіркеліп, бақылау үлгілерімен салыстырылады.
Қолданылуы: COVID-19, тұмау және басқа инфекцияларды диагностикалау; тұқым қуалайтын ауруларға байланысты генетикалық өзгерістерді анықтау.
Маңызды ескерту: ПТР нәтижесінің сенімділігі үлгінің дұрыс алынуына, зерттеу сапасына және бақылау үлгілеріне байланысты.
Медициналық биотехнологияның артықшылықтары мен шектеулері
Артықшылықтары:
Ауруларды ерте және молекулалық деңгейде анықтауға мүмкіндік береді.
Адам инсулині мен моноклоналды антиденелер сияқты күрделі биологиялық препараттарды өндіруге жағдай жасайды.
Кейбір генетикалық және онкологиялық ауруларды емдеудің жаңа тәсілдерін ұсынады.
Вакциналарды жаңа инфекцияларға бейімдеп әзірлеуді жеделдете алады.
Жекелендірілген медицина мен фармакогеномиканың дамуына ықпал етеді.
Шектеулері:
Зерттеу, клиникалық сынақ және өндіріс қымбат болуы мүмкін.
Биологиялық препараттардың сапасы мен тұрақтылығын қатаң бақылау қажет.
Иммундық реакциялар және басқа да жағымсыз әсерлер туындауы ықтимал.
Геномды редакциялау кезінде нысанадан тыс өзгерістер пайда болуы мүмкін.
Генетикалық ақпараттың құпиялылығы мен емге қолжетімділік мәселелері туындайды.
Биоэтика және қауіпсіздік
Медициналық биотехнологияда ғылыми жаңалықтың болуы оның бірден адамға қолданылатынын білдірмейді. Жаңа әдіс бірнеше кезеңнен өтеді:
Зертханалық зерттеулер.
Клиникаға дейінгі сынақтар.
Адамдар қатысатын клиникалық сынақтардың тиісті кезеңдері.
Реттеуші органның бағалауы және рұқсат беруі.
Препарат қолданылғаннан кейінгі қауіпсіздік мониторингі.
Пайдаланылған әдебиеттер
1.U.S. Food and Drug Administration (FDA). 100 Years of Insulin. Ресми материал.
2.Nobel Prize. The Nobel Prize in Chemistry 2020: CRISPR-Cas9. Нобель сыйлығының ресми сайты.
3.World Health Organization (WHO). Messenger RNA vaccines. ДДСҰ материалы.
4.Қазақстан Республикасы мемлекеттік органдары. Қазақстандық QazVac вакцинасының әзірленуі. Қазақстандағы зерттеу туралы материал.
