Punainen - terveydenhuollon sovellukset
Valtaosa bioteknologian merkittävistä sovelluksista löytyy terveydenhuollon alalta, jossa ne ovat jo aktiivisessa käytössä.
Punaisen bioteknologian avulla yritetään löytää uudenlaisia hoitoja erityisesti syövän ja monien vaikeiden sairauksien parantamiseen sekä kehittää tehokkaampia lääkkeitä ja rokotteita.
Lääketieteelliset sovellukset kattava punainen bioteknologia auttaa selvittämään auttaa selvittämään terveyteen ja sairauksien syntyyn ja kehitykseen liittyviä biologisia tekijöitä sekä perinnöllisten tekijöiden vaikutusta näihin. Moderni bioteknologia on auttanut ymmärtämään sairauksien syitä ja mahdollistanut jopa ennaltaehkäisemään niiden puhkeamista. Saatua tietoa sovelletaan diagnostiikan ja entistä paremman hoidon kehittämiseen.
Lääkkeiden ja rokotteiden kehitystyössä bioteknologialla on ratkaiseva rooli. Bioteknisesti valmistettuja lääkkeitä on käytetty jo kymmeniä vuosia, esimerkiksi insuliinia diabeteksen hoidossa. Myös valtaosa rokotteista valmistetaan nykyään bioteknologian menetelmin.
Diagnostiikka ja uudet hoitomuodot
Bioteknologian tuoman tiedon avulla sairauksia voidaan luokitella ja etsiä niiden aiheuttajia ja syntymekanismeja aiempaa tarkemmin ja tehokkaammin. Taudilla saattaa molekyylitasolla olla monta alatyyppiä, jotka vaativat erilaista hoitoa. Esimerkiksi syövän monimuotoisuus tunnetaan nykyisin entistä tarkemmin. Taudin synty voidaan ennakoida herkillä diagnostisilla testeillä entistä varhaisemmassa vaiheessa ja sairauden kehittymiseen voidaan puuttua aiemmin, jopa ennen sen puhkeamista. Tämä auttaa kehittämään tehokkaampia, tiettyyn taudin muotoon tai yksittäiselle potilaalle sopivia hoitoja.
Monia geeniteknologiaan tai solubiologiaan perustuvia diagnostisia testejä on jo käytössä muun muassa tulehdustautien osoituksessa. Testejä yritetään kehittää myös kansantautien toteamiseen ja seurantaan. Joitakin harvinaisia, yhden perintötekijämuutoksen aiheuttamia sairauksia voidaan seuloa tai diagnosoida jo sikiökaudella, ja joitakin niistä jopa hoitaa. Niin sanottujen monitekijäisten kansantautien kuten sydän- ja verisuonitautien, mielenterveyden häiriöiden tai nivelsairauksien tutkiminen on monin verroin haastavampaa, sillä niiden syntyyn ja kehitykseen vaikuttavat useiden eri geenien ohella myös elintavat ja muut ympäristötekijät.
Diabeteksen tunnistus varhaisessa vaiheessa
Turkulainen PerkinElmer Life and Analytical Sciences (Wallac Oy) soveltaa modernia bioteknologiaa diagnostiikan menetelmien kehittämiseen. Wallac kehittää geenikoettimia, joiden avulla voidaan testata ihmisen sairastumisriskejä, esimerkiksi vastasyntyneiden riski sairastua diabetekseen. Haasteena on selvittää voitaisiinko diabetes ehkäistä ennen puhkeamistaan niillä, joilla on sairastumisriski. Diabetesseulonnan lisäksi yritys tutkii ja kehittää reagensseja keliakian, laktoosi-intoleranssin ja astman sairastumisriskin sekä sydäninfarktiriskin toteamiseen.
Geeniterapia ja kantasoluhoidot ovat esimerkkejä uusista hoitomuodoista. Geeniterapialla hoidetaan sairauksia siirtämällä hoitavia geenejä sairaisiin soluihin. Näin voidaan toimia erityisesti silloin, kun sairauksiin ei tunneta muuta parannuskeinoa. Kantasoluista odotetaan hoitomuotoja moniin vaikeisiin sairauksiin, kuten Alzheimerin ja Parkinsonin tauteihin, diabetekseen, sydäninfarktiin sekä selkäydinvammasta johtuviin halvauksiin.
Lue lisää: Kantasolu EKSTRA >>>
Miten geeneistä saatavaa tietoa hyödynnetään sairauksien tutkimuksessa ja kenelle geenitieto kuuluu?
Tieteen edistyminen ja teknologian kehittyminen ovat johtaneet myös siihen, että joudumme pohtimaan uudelta kannalta geenitiedon luonteeseen ja sen oikeaan käyttöön liittyviä kysymyksiä. Suomessa on käynnissä biopankkilainsäädännön uudistaminen ja keskustelu biopankkien perustamisesta.
Lue lisää: Biopankki EKSTRA >>>
Lääkkeet ja lääkekehitys
Bioteknologia on mullistanut lääkkeiden ja rokotteiden kehittämisen ja mahdollistanut entistä monipuolisemmat ja tehokkaammat tuotantomenetelmät. Lääkeaineita ja rokotteita on jo pitkään valmistettu bioteknologisesti bakteerien tai hiivojen avulla muuntogeenisissä kasveissa tai soluviljelmissä. Viidennes nykyisistä ja puolet kehitteillä olevista lääkkeistä on bioteknologisesti valmistettuja ja niillä hoidetaan useita satoja erilaisia sairauksia.
Eniten lääkkeitä kehitetään syöpätauteihin, infektioihin ja autoimmuunisairauksiin, kuten reumaan. Moderni bioteknologia mahdollistaa myös monien sellaisten sairauksien hoidon, joihin ei tähän asti ole ollut lääkkeitä. Tällaisia ovat esimerkiksi diabetes, sydämen vajaatoiminta, verenvuototauti, nivelreuma, rintasyöpä, luunmurtumat, psoriasis ja paksunsuolensyöpä.
Lääkemolekyylin vaikutusta elimistössä säätelevät monimutkaiset mekanismit, joiden ymmärtäminen auttaa valitsemaan kullekin sopivan lääkeannoksen ja välttämään haitallisia lääkeyhdistelmiä.
Tulevaisuudessa joidenkin sairauksien, esimerkiksi harvinaisten syöpien hoidossa voidaan siirtyä käyttämään jopa yksilöllisesti kullekin potilaalle suunniteltua ja valmistettua lääkettä. Lääkekehitys on hidasta: kehitys aihiosta lääkkeeksi vie keskimäärin 10-15 vuotta.
Lääkekehitys on soveltavaa tutkimusta, jossa tarvitaan perustutkimusta monelta eri alalta ja yhä enemmän myös tietotekniikkaa. Bioinformatiikka ja systeemibiologia ovat lääkekehityksen keskeisiä työkaluja. Myös genomiikasta odotetaan suurta apua lääkekehityksen.
Genomiikka on tutkimusala, joka pyrkii tunnistamaan tautien taustalla olevia molekyylitason syitä. Genomiikan uskotaan mullistavan lääkehoidon esimerkiksi jo kehitteillä olevien syöpälääkkeiden sekä lähitulevaisuudessa myös monitekijäisten kansantautien hoitojen muodossa. Tavoitteena on päästä vaikuttamaan taudin syihin eikä tyytyä oireiden hallintaan.
Genomiikan hyöty näkyy jo tätä aikaisemmin parantuneena mahdollisuutena jaotella potilaita aiempaa tarkempiin alaryhmiin, jotka hyötyvät eri tavalla nykyisin käytössä olevista lääkkeistä.
Farmakogenomiikalla tarkoitetaan genomiikan menetelmien käyttämistä lääkekehityksessä. Farmakogenetiikassa tutkitaan yksilöllisiä geeneissä ilmeneviä eroja suhteessa lääkkeen tehoon ja turvallisuuteen.
Bioteknologisesti tuotettu rintasyöpälääke
Geenitiedon hyödyllisyys lääkekehityksessä näkyy uusina, aiempaa täsmällisempinä ja vähemmän haittoja aiheuttavina syöpälääkkeinä. Hyvänä esimerkkinä on rintasyöpälääke trastutsumabi, joka pidentää odotettavissa olevaa elinaikaa ja vähentää rintasyövän uusimista potilailla, joilla on levinnyt rintasyöpä. Vaikutus todetaan kuitenkin vain viidenneksellä potilaista eli niillä, joiden kasvaimessa ilmenee HER-2-proteiini. Trastutsumabi on bioteknologisesti tuotettu vasta-aine, joka vaikuttaa HER-2 proteiinin toimintaan. Mikäli tätä proteiinia ei ole syöpäkudoksessa, trastutsumabi ei tehoa. Samanlaisia sovelluksia voidaan lähivuosina odottaa myös muiden syöpien hoitoon.
Lääkkeitä Parkinsonin taudin hoitoon
Suomalaisen lääkeyritys Orionin uusin Parkinson-lääke, Stalevo, pidentää potilaiden oireetonta aikaa ja parantaa heidän kykyään hallita liikkeitään. Yhdistelmälääke sisältää Orionin kehittämän alkuperäislääkkeen, entakaponin, lisäksi levodopaa ja karbidopaa. Levodopa on Parkinsonin taudin hoitoon käytetyistä lääkkeistä tehokkain ja yleisin. Entakaponi ja karbidopa tehostavat sen vaikutusta. Orionin alkuperäislääkkeet ovat jo myynnissä kansainvälisillä markkinoilla. Parkinson-lääke Stanlevo sai myyntiluvan EU:n maissa ja Yhdysvalloissa vuonna 2003.
Rokotteet
Vielä muutama vuosikymmen sitten kaikki rokotteet sisälsivät joko tapettua tai heikennettyä taudinaiheuttajaa, virusta tai bakteeria. Tähän sisältyi pieni riski siitä, että rokotteen sisältämä taudinaiheuttaja on edelleen infektiokykyinen. Geenitekniikan avulla taudinaiheuttajista voidaan tuottaa rokotekäyttöön vain yhtä ainutta proteiinia, mikä riittää immuunivasteen synnyttämiseen elimistössä. Näin valmistetut rekombinanttirokotteet ovat perinteisiä rokotteita turvallisempia, sillä yksittäinen proteiini ei pysty aiheuttamaan tautia. Valtaosa rokotteista valmistetaan nykyään geeniteknologian avulla. Rekombinanttirokotteiden valmistus on usein myös halvempaa kuin perinteisten rokotteiden ja niiden säilyvyys on parempi.
Suomalainen HIV-rokote kehitteillä
Tamperelaisen FIT Biotech Oyj:n päätavoitteena on kehittää rokote, jonka avulla pystyttäisiin sekä ehkäisemään että hoitamaan HI-virusinfektiota. FIT Biotech on HIV-rokotteiden kehittäjien kärkijoukossa. HIV-rokotteessaan yritys käyttää kehittämäänsä ja patentoitua geeninsiirtoteknologiaa, joka soveltuu erityisesti rokotteisiin sekä immuuni- ja geeniterapiaan. Sitä voidaan käyttää tartuntatautien lisäksi syövän ja allergian hoidossa. Rokote on tällä hetkellä kliinisissä kokeissa, joissa sitä testataan sekä terveillä että sairastuneilla koehenkilöillä. Tavoitteena on saada rokote markkinoille vuoden 2008 aikana.
Valmistetaanko kaikki lääkkeet ja rokotteet tulevaisuudessa bioteknisesti? Lue vastaus >>> (FAQ)
Biomateriaalit
Biomateriaaliksi sanotaan mitä tahansa vierasta materiaalia, jota käytetään apuna elävän kudoksen korjaamisessa tai hoitamisessa. Määritelmä kattaa laajan joukon terveydenhuollon apuvälineitä. Biomateriaalin avulla voidaan korjata vaurioitunutta kudosta, esimerkiksi käyttämällä biohajoavaa ompelulankaa, tai korvata elimistön osia kuten kuluneita niveliä.
Biomateriaaleista on tullut tärkeitä apuvälineitä kirurgiassa. Biomateriaaleja käytetään terveydenhuollossa pääasiassa kudosten tai elinten liittämiseen, erottamiseen tai korvaamiseen. Tällaisia ovat esimerkiksi biohajoavat ruuvit ja ompeleet, bioimplantit sekä bioaktiivinen lasi.
Biomateriaalit ovat tällä hetkellä nopeasti kasvava ala, jolta odotetaan myös lähitulevaisuudessa paljon.
Lue lisää: Biomateriaali EKSTRA >>>
Millaisia biomateriaaleja on parhaillaan kehitteillä?
Lue vastaus >>> (FAQ)