Zastosowanie chemii bioanalitycznej w diagnostyce medycznej i

Zastosowanie chemii bioanalitycznej
w diagnostyce medycznej i
badaniach farmaceutycznych
Magdalena Maj-Żurawska
Genomika, proteomika, metabolomika
(ang. genomics, proteomics, metabolomics)
• Biomolekularne podstawy zdrowia i choroby
• Genomika – analiza ekspresji genów, oznaczenie
RNA w próbce biologicznej, oznaczenie mutacji,
skasowania i innych zmian w genach mogących
wpływać na ekspresję genów. Human Genome
Project – sekwencja genów poznana w 2006 r.
Powielanie materiału genetycznego przez RT-PCR
(reverse transcription-polymerase chain reaction)
– ułatwia badania chorób nowotworowych
(klasyfikacja guza, badanie odpowiedzi na terapię,
prognozowanie przebiegu choroby.
• Technika rozdzielania elektroforetycznego
Genomika, proteomika, metabolomika
(ang. genomics, proteomics, metabolomics)
• Proteomika – detekcja, identyfikacja i oznaczenie
ilościowe białek, ich oddziaływania, regulowanie i
modyfikacje.
• 30 000 genów w ludzkim genomie, ok. 35 razy
więcej białek w ludzkim proteomie.
• Główny cel proteomiki – identyfikacja
biomarkerów we wczesnym stadium choroby,
poprawa wczesnego wykrycia choroby.
• Rozdzielanie chromatorgraficzne i
elektroforetyczne, spektrometria mas, reakcje
immunologiczne, mikromatryce białkowe i
tkankowe (bioczipy - ang. biochips)
Genomika, proteomika, metabolomika
(ang. genomics, proteomics, metabolomics)
• Oznaczenie wszystkich metabolitów w komórce lub
tkance w określonym przedziale czasowym. Niezwykle
skomplikowane – brak techniki pomiaru setek lub
tysięcy labilnych i różnych chemicznie metabolitów
obecnych w próbce. „Stop metabolizm” przed
pomiarem.
• Rozdzielanie chromatograficzne, techniki sprzężone GCMS, LC-MS, elektroforeza kapilarna CE-MS, ultraperformance UPLC-MS, techniki spektroskopowe (z
transformacją Fouriera) FT-IR , NMR
• Wielkie możliwości w poznaniu patolofizjologii m.in.
cukrzyca II rodzaju, nadwaga i otyłość.
• Większość obecnych i przyszłych testów klinicznych jest
oparta na znanych biomarkerach dla danej choroby.
Obecne i przyszłe badania
(ang. research and development)
• Badania leków i projektowanie nowych leków.
Badanie efektywności leków i działania
toksycznego (często kardiotoksyczne).
• „Lab-on-a-chip” – miniaturyzacja testów
laboratoryjnych na pojedynczej matrycy (chip) w
skali milimetrowej lub centymetrowej.
• Biochip i technologie mikromatrycowe (ang.
microarray technologies) – np. DNA sensors do
detekcji genów BRCA1 i BRCA2 związanych z
rakiem piersi, diagnozy, monitorowania choroby i
rezultatów terapii.
Obecne i przyszłe badania
(ang. research and development)
• „Point-of-care-testing” – przenośne urządzenia
umożliwiające kontrolę przy łóżku chorego również w domu,
np. glukometry i pompy insulinowe, czujniki przeciw
bioterroryzmowi.
• „Computer-aided drug design” – budowa kompletnej
molekuły z cegiełek molekularnych (ang. molecular bricks)
chemia kombinatoryjna i biblioteki (tysiące związków może
być syntezowane jednocześnie).
• Medycyna spersonalizowana – markery molekularne do
określenia ryzyka choroby, detekcja sekwencji genów, profilu
białek i metabolitów, indywidualna terapia.
• Nowe wskazania dla znanych leków – nowe leki ze starych –
przykład: sidenafil (viagra) selektywny inhibitor
fosfodiesterazy 5 (PDE5) początkowo używany w leczeniu
anginy.