Применение биочипов.

Биочипы применяют как для исследовательских целей, так и в практической медицине. Они помогают в поиске и установлении функций различных генов. За короткий промежуток времени становится возможным проанализировать генетические мутации и выявить предрасположенность человека, например, к онкозаболеваниям (она выявляется у 60 % больных раком). В настоящее время в процессе сертификации находится биочип для диагностики лейкемии.

Поскольку существуют не только генные, но и белковые онкомаркеры (молекулы, сигнализирующие о раке), были разработаны и соответствующие биочипы. То же самое касается биозондов, определяющих совместимость при переливании крови, анализирующих организм пациентов на гепатит и СПИД.

Используя биочипы, можно диагностировать не только наследственные заболевания, но и болезни, являющиеся результатом прижизненных мутаций в генетическом коде.

Микрочипы помогают изучать молекулярные механизмы и осуществлять проверку действия различных лекарств, причем показания и противопоказания по применению препаратов можно выявлять на индивидуальном уровне.

Существенную помощь призваны оказать биочипы и при пересадке органов. Основная проблема при подобного рода операциях заключается в отторжении имплантированных тканей иммунной системой человека. Маркерами, которые находятся в каждой человеческой клетке и служат для идентификации своих клеток, являются белки главного комплекса гистосовместимости. Для того чтобы избежать отторжения, необходимо, чтобы белки-маркеры на имплантированной ткани как можно меньше отличались от белков-маркеров пациента. Биочипы облегчат подбор наиболее подходящих доноров, пересадка органов от которых вызовет минимальный иммунный ответ.

Разрабатываются также биочипы для диагностирования различных форм туберкулеза. В настоящее время появилось множество разновидностей туберкулезной палочки, устойчивых к воздействию антибиотиков. Биочип позволит выявить все известные на сегодняшний день формы возбудителя туберкулеза, а также определить, каким именно антибиотиком нужно лечить конкретную форму заболевания. Причем вероятность выявления биочипом формы заболевания туберкулезом с устойчивыми к лекарствам возбудителями близка к 100 %. Диагностику можно будет провести в течение дня, тогда как другие традиционные методы требуют нескольких недель или даже месяцев.

Биочипы можно применять для контроля за некоторыми смертельно опасными бактериями (так, есть биочипы, позволяющие определять возбудителей сибирской язвы, оспы, чумы и бруцеллеза), а также для диагностики гриппа и определения его штаммов. Российские ученые получили грант Американского центра по контролю заболеваний (CDC) для совместной работы по выявлению штаммов вирусов гриппа.

Биочипы могут работать и дистанционно. Российские ученые предоставили свои технологии и оборудование в Университет Джорджа Вашингтона в Сиэтле, а также в американскую организацию Grand CRDF, которая работает с NASA. Последний проект касается возможности обнаружения жизни вне Земли, что связано с необходимостью многопараметрического анализа с помощью автономной системы с использованием биочипов.

Приведенные примеры свидетельствуют в пользу того, что в ближайшее время технология биочипов будет стремительно развиваться, а их массовое производство приведет к резкому уменьшению стоимости этой продукции. Сейчас число размещаемых на биочипе ячеек достигает уже нескольких тысяч, что соответствует тысячам пробирок с проводимыми в них анализами. Такие биочипы представляют собой целые экспресс-лаборатории, которые позволяют сэкономить массу времени как врачам, так и пациентам. Развитие технологии использования биочипов не только приведет к резкому сокращению сроков проведения анализов, но и даст возможность осуществлять диагностику на индивидуальном уровне.

Контрольные вопросы и задания

  • 1. Какие соединения являются основой энзиматической инженерии?
  • 2. Расскажите о ферментах. Перечислите области их применения.
  • 3. Приведите примеры использования ферментов для лечения и диагностики заболеваний.
  • 4. В чем заключаются недостатки препаратов чистых ферментов?
  • 5. Что такое иммобилизованные ферменты?
  • 6. Как получают иммобилизованные ферменты?
  • 7. В чем состоят преимущества иммобилизованных ферментов, по сравнению со свободными ферментативными препаратами?
  • 8. Кто впервые открыл способ сохранения активности выделенного из клетки фермента?
  • 9. Какими свойствами должны обладать носители, используемые для иммобилизации ферментов?
  • 10. В чем сущность физических методов иммобилизации?
  • 11. Дайте краткую характеристику химических методов иммобилизации.
  • 12. Какими соединениями представлены природные полимерные носители?
  • 13. Расскажите о синтетических полимерных носителях.
  • 14. Какие методы применяются для иммобилизации ферментов?
  • 15. Как используются ферменты для очистки загрязнений внешней среды?
  • 16. В каких отраслях народного хозяйства применяются иммобилизованные ферменты?
  • 17. Расскажите об иммобилизованных полиферментных системах.
  • 18. Когда была создана первая искусственная биферментная система и какие компоненты она включала?
  • 19. В каких случаях желательно использование иммобилизованных полиферментных систем?
  • 20. Что такое биосенсоры?
  • 21. Какие соединения являются биоматериалом для получения биосенсоров?
  • 22. Расскажите о принципах конструирования биосенсоров.
  • 23. Какие типы биосенсоров наиболее широко применяются в народном хозяйстве?
  • 24. Какие виды микроорганизмов используются для создания биосенсоров?
  • 25. Что такое биочип и для чего он предназначен?
  • 26. Перечислите и охарактеризуйте разновидности биочипов.
  • 27. В каких случаях приметают ДНК-микрочипы?
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >