Markerii moleculari i biotehnologia medical
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 28

Markerii moleculari şi Biotehnologia medicală PowerPoint PPT Presentation


  • 119 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Markerii moleculari şi Biotehnologia medicală. UNIVERSITATEA DE STIINTE AGRICOLE SI MEDICINA VETERINARA, CLUJ-NAPOCA, ROMANIA. Doru PAMFIL. Markerii moleculari şi biotehnologia medicală. Definirea unor termeni Culorile biotehnologiei Aplicaţii ale biotehnologiei medicale

Download Presentation

Markerii moleculari şi Biotehnologia medicală

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Markerii moleculari i biotehnologia medical

Markerii moleculari şiBiotehnologia medicală

UNIVERSITATEA DE STIINTE AGRICOLE SI MEDICINA VETERINARA, CLUJ-NAPOCA, ROMANIA

Doru PAMFIL


Markerii moleculari i biotehnologia medical

Markerii moleculari şi biotehnologia medicală

  • Definirea unor termeni

  • Culorile biotehnologiei

  • Aplicaţii ale biotehnologiei medicale

  • Rolul markerilor moleculari

  • Platforma de Biotehnologie

  • Proiecte de colaborare


Markerii moleculari i biotehnologia medical

Markerii moleculari şi biotehnologia medicală

Definirea unor termeni

Biotehnologia:

“Orice tehologie care utilizeaza sistemele biologice,

incluzând organisme vii ori derivate ale acestora,

în scopul producerii sau modificarii produselor

sau proceselor” Dictionarul de biotehnologie 2007

Manipularea organismelor vii pentru a produce

substanţe sau procese utile


Markerii moleculari i biotehnologia medical

Markerii moleculari şi biotehnologia medicală

Definirea unor termeni

Istoric

6000BCin Babilon se utiliza drojdia pentru bere, vin si paine

4000 BCin China bacteriile lactice pentru iaurt si branzeturi

1500prima colectie de germoplasa la plante > ameliorare plante

1800ameliorare animale (Vavilov)

1880descoperirea microorganismelor (Leuweenhoek)

1856recombinarea genetica la plante (Mendel)

1919aparitia cuvintului biotehnologie (Karl Ereky)

1953determinaarea structurii AND (James Watson& Francis Crick)

1980biotehnologia moderna si tehnologia ADNului recombinant

1992aprobarea primului OMG

2000finalizarea proiectului HGP(Human Genome Project)


Markerii moleculari i biotehnologia medical

Markerii moleculari şi biotehnologia medicală

Definirea unor termeni

Marker molecular:

“Fragmente specifice de ADN care pot fi identificate in cadrul genomului şi care sunt utilizate pentru a marca poziţia unei gene sau transmiterea unui caracter”

Dictionarul de biotehnologie 2007

“A characteristic that is objectively measured and evaluated as an indicator of normal biologic processes, pathogenic processes, or pharmacologic responses to a therapeutic intervention” MED Jurnal 2008


Markerii moleculari i biotehnologia medical

Markerii moleculari şi biotehnologia medicală

Definirea unor termeni

Clasificarea markerilor moleculari


Markerii moleculari i biotehnologia medical

Markerii moleculari şi biotehnologia medicală

Culorile biotehnologiei

Conferinţa EU 26-27 Iunie 2007, Brussels

“Despre viitorul cercetarilor europene in stiintele vietii”

"Towards Future Challenges of Life Sciences Research in Europe"

Bio-economia europeana bazată pe cunoaştere

European Knowledge-Based Bio-Economy

“Noile tehnologii ... biotehnologia ... vor deveni tot mai importante ... şi vor da o nouă culoare percepţiei tradiţionale asupra ştiinţelor vieţii”

“New technologies (ICT, nanotechnologies, biotechnology, remote sensing, etc.) will become increasingly important … giving new colour to the traditional understanding of the life sciences”


Markerii moleculari i biotehnologia medical

Markerii moleculari şi biotehnologia medicală

Culorile biotehnologiei

the colors biotechnology in literature

1997 – Green Biotechnology > Clean Biotec versus GMO

2002 – Red Biotechnology > US EPSO Medical report

2003 – White Biotechnology > EU Science and technology

2003 –Blue Biotechnology > Europa Bio Convention

2004 – The Flags of Biotechnology > US-EU Bio meeting

2004 – The Rainbow of Biotechnology > Al Gore US Senate speech

2005 - Synergy of Green, Red & White Biotech > EU Report

2005 – The color of Biotechnology >12th Congress of Biotechnology


Markerii moleculari i biotehnologia medical

Markerii moleculari şi biotehnologia medicală

Culorile biotehnologiei

  • Al 12- lea Congres European de Biotehnologie 2005

  • Biotehnologia Verde – Plante si alimente

  • Biotehnologia Rosie – Farmaceutica

  • Biotehnologia Albă – Mediu

  • Biotehnologia Gri – Industriala

  • Ministrul economiei din Germania – Clasamentfirme:

  • Firme de biotehologie 258 > 43.000 angajati

  • 63% rosu + 27% verde + 10% alba (+albastra)


Markerii moleculari i biotehnologia medical

Markerii moleculari şi biotehnologia medicală

Culorile biotehnologiei

Electronic Journal of Biotechnology 3.02.2006


Markerii moleculari i biotehnologia medical

Markerii moleculari şi biotehnologia medicală

Culorile biotehnologiei

  • Culorile activităţilor Biotech

  • Rosu - Medicina, sanatate si diagnostic

  • Verde - Agricultura, biotehnologia mediului etc.

  • Galben – Biotehnologii alimentare si Stiintele nutritiei

  • Albastru – Acuacultura si biotehnologia marina

  • Maro - Biotehnologia zonelor aride si desertice

  • Alb - Biotehnologii industriale

  • Gri- Biotehnologii fermentative si bioprocesare

  • Auriu - Nanotehnologii si bioinformatica

  • Mov - Patente, publicatii, inventii

  • Negru - Bioterorism, biocrime, razboi biologic

  • UNESCO Division of Life Sciences, Paris, France

  • Electronic Journal of Biotechnology 3.02.2006


Markerii moleculari i biotehnologia medical

Markerii moleculari şi biotehnologia medicală

Aplicatii ale biotehnologiei

  • Aplicatii ale Biotehnologiei rosii

  • Biotehnologia + ingineria genetica + genomica

  • Testare genetică

  • Diagnostic

  • Terapia genica

  • Terapeutică

  • Nutraceutice

  • Etc.


Markerii moleculari i biotehnologia medical

Markerii moleculari şi biotehnologia medicală

Aplicatii ale biotehnologiei

Medicina tradiţională (farmaceutică) – trateaza efectele

Medicina modernă biotehnologică - trateaza cauza

Cauza: genetică

biochimică

Aplicatii in tratamentul:

- bolilor cardiovasculare

- cancer

- scleroză multiplă

- HIV/AIDS, TB, malarie

- boli rare

- medicina regenerativa etc.


Markerii moleculari i biotehnologia medical

Markerii moleculari şi biotehnologia medicală

Aplicatii ale biotehnologiei

Biotehnologia roşie

- 12% din piaţa medicamentelor 2007

- 3,2 miliarde euro

Programul german BIOChance 2007-2011

Investiţii de 900 mil euro

Stimularea intreprinderilor mici si mijlocii

Estimare 2011

- 20% din piaţa medicamentelor

- peste 5 miliarede euro

- 50% din vaccinuri peste 8 miliarde


Markerii moleculari i biotehnologia medical

Markerii moleculari şi biotehnologia medicală

Vaccinuri

Tipuri de vaccinuri după conţinutul biologic:

Vaccinuri care conţin microorganisme vii atenuate

Vaccinuri care conţin microorganisme inactivate

Vaccinuri care conţin componente microbiene purificate, proteice sau polizaharidice conjugate proteic

Vaccinuri care conţin proteine recombinate

Vaccinuri care conţin anatoxine

  • De la

    • Organisme vii atenuate

  • La

    • “Subunit vaccines”

    • Vaccinuri genetice


Markerii moleculari i biotehnologia medical

Markerii moleculari şi biotehnologia medicală

Vaccinuri recombinante

  • tuberculoză

  • malarie

  • HIV

  • rBCG30 - primul vaccin recombinant testat clinic; combinat cu chimioterapia

  • MVA85A - bazat pe modificarea genetică a virusului Vaccinia

  • Hybrid-1, HyVac4 or M72 - “subunit vaccine” - molecule obţinute prin fuziunea a două proteine recombinante injectate împreună cu adjuvanţi

  • Ad35 - adenoviruşi recombinaţi

  • Unele pot fi administrate fără injectare

http://washingtonindependent.com/wp-content/uploads/2008/09/vaccine1.jpg

  • RTS,S/AS02A - moleculă obţinuteă prin fuziunea a două proteine recombinante, injectată împreună cu adjuvantul AS02A

  • Utilizarea recombinazei Cre sau Tre, enzime capabile să îndepărteze informaţia genetică pe care HIV o transferă în celulele infectate; tratamentul presupune utilizarea celuleor stem, care sunt extrase, tratate şi apoi reinjectate în corp pentru a răspândi enzimele.


Markerii moleculari i biotehnologia medical

Markerii moleculari şi biotehnologia medicală

Terapie genica

Inserarea de gene în celulele şi ţesuturile unui individ pentru a trata diferite afecţiuni

Poate fi aplicată atât celulelor somatice, cât şi celor sexuate

Vectori utilizaţi în terapia genică:

  • 1. Virusuri (retro-,adenovirusuri etc.)

  • 2. Vectori nevirali:

    • ADN-ul denudat (gol)

    • oligonucleotide

    • complex ADN-lipozom

  • 3. Vectori hibrizi

  • 4. Dendrimeri

  • Tratamentul se poate face în două feluri:

    Ex vivo - celule din sângele sau măduva pacientului sunt recoltate şi cultivate în laborator, iar apoi sunt infectate cu virusul care transportă gena de interes; celulele transformate sunt apoi injectate intravenos pacientului.

    In vivo - vectorul este utilizat pentru introducerea informaţiei genetice dorite direct în celule aflate în corpul pacientului


    Markerii moleculari i biotehnologia medical

    Markerii moleculari şi biotehnologia medicală

    Nutraceutice

    Extracte din alimente cu efecte medicinale asupra sănătăţii umane (efecte fiziologice benefice demonstrate)

    • Exemple:

    • resveratrolul din strugurii roşii (antioxidant)

    • fibrele solubile

    • sulforaphanul din broccoli (previne cancerul)

    • isoflavonoide pentru îmbunătăţirea sănătăţii arteriale

    • flavonoide

    • antociani

    • acid alfa-linolenic

    http://blog.bioethics.net/nutraceuticals.jpg


    Markerii moleculari i biotehnologia medical

    Markerii moleculari şi biotehnologia medicală

    Medicina regenerativă

    • Acest domeniu se referă la tratamente prin care se pot înlocui părţi ale corpului adult.

    • Trei strategii prezintă potenţial în acest domeniu:

    • utilizarea celulelor stem (injectare)

    • inducerea regenerării cu ajutorul unor substanţe specifice

    • transplantarea organelor/ţesuturilor obţinute in vitro

    Celule stem

    • Celulele stem reprezintă un tip aparte de celule, care se regăsesc în orice organism multicelular, fiind caracterizate prin abilitatea de a se înmulţi continuu (mitoză) şi de a diferneţia apoi într-o gamă largă de celule specializate.

    • La mamifere există două mari categori de celule stem:

    • embrionare, izolate din blastocişti

    • adulte, izolate din ţesuturi somatice

    http://www.csa.com/discoveryguides/stemcell/images/pluri.jpg

    • Tratamente potenţiale:

    • cancer

    • leziuni ale sistemului nervos

    • afecţiuni cardiace

    • hematopoieză

    • calviţie

    • afecţini ale ochilior

    • ortopedie etc.


    Markerii moleculari i biotehnologia medical

    Markerii moleculari şi biotehnologia medicală

    Rolul markerilor genetici

    Testarea genetică

    • Implică analizarea directă a moleculei de ADN în vederea depistării mutaţiilor.

    • Două metode:

    • Utilizarea sondelor care prezintă mutaţii şi hibridizarea lor cu ADN-ul de interes

    • Compararea secvenţei ADN de interes cu secvenţe specifice indivizilor sănătoşi

    • Aplicaţii:

    • Screeningul purtătorilor de alele recesive

    • Confirmarea diagnosticului pentru indivizii simptomatici

    • Determinarea sexului

    • Testarea identităţii

    • Screeningul nou-născuţilor

    • Testarea presimptomatică pentru estimarea riscului dezvoltării diferitelor afecţiuni, inclusiv a neoplaziei maligne, la adulţi

    • Teste genetice existente:

    • Pentru depistarea

    http://www.ohsu.edu/health/images/gs/es_0886.gif

    • fibrozei chistice

    • anemiei cu celule în seceră

    • bolii lui Huntington

    • depistarea mutaţiilor asociate cu cancerul

    - mamar

    - ovarian

    - de colon


    Markerii moleculari i biotehnologia medical

    Markerii moleculari şi biotehnologia medicală

    Markerimoleculari

    Proiectul genomului uman

    The Human Genome Project (HGP http://www.ornl.gov/sci/techresources/Human_Genome/home.shtml) a avut ca scop identificarea secvenţei ADN-ului uman, precum şi identificarea şi cartarea din punct de vedere fizic şi funcţional a celor aproximativ 20.000-25.000 de gene.

    • Centrul Naţional al Statelor Unite pentru Informaţii Biotehnologice (NCBI-National Center for Biotechnology Information) şi organozaţiile surori şin Europa şi Japonia găyduiesc secvenţa genomului uman în baza de date GenBank, împreună cu secvenţele genelor cunoscute, cât şi ipotetice, şi a unor proteine.

    • Organizaţii precum ENSEMBL prezintă date adiţionale şi unelte pentru vizualizarea şi cercetarea lor.

    • Cel mai mare efort în identificarea diferenţelor dintre indivizi include detectarea SNP-urilor şi HapMap.

    • Proiectul internaţional HapMap reprezintă o organizaţie al cărui scop este crearea unei hărţi a haplotipului genomului uman, care va descrie tiparele comune ale variaţei genetice umane.

    Secvenţa ADN-ului uman este stocată în baze de date disponibile gratuit pe Internet

    - National Institute of Health (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)

    - EMBL nucleotide database (http://www.ebi.ac.uk/)

    - DNA Database of Japan (http://www.ddbj.nig.ac.jp/)

    - UCSC Genome Browser (http://genome.ucsc.edu/)

    - HGP in the Web (http://cmbi.bjmu.edu.cn/cmbidata/hgp/Resource/index.htm#01)


    Markerii moleculari i biotehnologia medical

    Markerii moleculari şi biotehnologia medicală

    Obţinerea produselor farmaceutice

    Produsele biofarmaceutice “biopharmaceuticals”

    Căi de obţinere a produselor farmaceutice utilizând biotehnologiile moderne:

    • Transformarea genetică aplicată la:

    • Bacterii (ex. E. coli)

    • Drojdii

    • Plante

    biopharmaceuticals

    pharming

    Culturi de celule

    Mouse Embryonic Fibroblast (3t3) Cell Culture

    http://www.ecoliblog.com/E_coli_lge.jpg

    http://www.olympusmicro.com/galleries/abramowitz/pages/3t3cells1small.html


    Markerii moleculari i biotehnologia medical

    Markerii moleculari şi biotehnologia medicală

    Clasificarea produselor farmaceutice obţinute cu ajutorul biotehnologiilor

    • Factori de coagulare sanguini (Factorul VIII şi Factorul IX)

    • Agenţi trombolitici (activator tisular de plasminogen )

    • Hormoni (insulină, glucagon, hormon de creştere, gonadotropine)

    • Factori de creştere hematopoietici (eritropoietină, factori de stimulare ai coloniilor)

    • Interferoni (Interferoni-α, -β, -γ)

    • Produse bazate pe interleukină (Interleukina-2)

    • Vaccinuri (antigen de suprafaţă al virusului hepatitei B )

    • Anticorpi monoclonali (diverşi)

    • Alte produse (factor de necroză tumorală, enzime terapeutice)

    Proteine recombinante umane

    Hormonul uman de creştere (rhGH) - Humatrope (compania Lilly), Serostim (Serono) – au înlocuit hGH obţinut de la cadavre

    Insulina umană (rhI) – Humulin (Lilly), Novolin (Novo Nordisk) - au înlocuit insulina pentru terapia umană obţinută de la bovine şi porcine

    Factorul VIII de coagulare – Kogenate (Bayer) - l-a înlocuit pe cel izolat din sânge

    Eritropietină – Epogen (Amgen)

    Factorul uman recombinant de stimulare a coloniilor de granulocite (G-CSF) – filgrastim, comercializat sub denumirea Neupogen (Amgen), pegfilgrastim comercializat sub denumirea Neulasta

    Alfa-galactozidază A – Fabrazime (Genzime)

    Interferon (IF) - Interferon-beta-1a comercializat sub denumirea Avonex (Biogen Idec), Rebif (Serono), Interferon beta-1b comercializat sub denumirea Betaseron (Schering)

    Factor de creştere asemănător insulinei 1 (IGF-1)

    http://www.biotech.mobi/


    Markerii moleculari i biotehnologia medical

    Markerii moleculari şi biotehnologia medicală

    Utilizări ale proteinelor recombinante umane

    Eritropoietină

    Interferon-α

    Interferon- β

    Anticorpi monoclonali

    Factori de stimulare ai coloniilor

    Glucocerebrozidază

    tratamentul

    Anemiei

    Leucemiei

    Sclerozei multiple

    Artritei reumatoide

    Neutropeniei

    Bolii lui Gaucher

    http://guavatechnologies.com/Library/images/LSR-PH-CellCulture.jpg

    Vector Backbone: pAcGP67B


    Markerii moleculari i biotehnologia medical

    Markerii moleculari şi biotehnologia medicală

    “Farmacogenomica”

    • Farmacogenomica – studiul modului în care genotipul influenţează reacţia la tratament.

    • face legătura între farmacologie şi genetică

    • în viitor se preconizează crearea de medicamente personalizate, specifice genotipului

    http://www.freewebs.com/pharmacogenomics/HopeForTheFuture.jpg

    http://porpax.bio.miami.edu/~cmallery/150/gene/pharmacogenomics.gif

    Aplicaţii:

    Crearea medicamentelor “de comandă” (tailor-made), bazate pe informaţia genetică obţinută de genomica funcţională. Aceste medicamente vor avea un efect terapeutic superior şi efecte negative scăzute asupra celulelor sănătoase adiacente.

    Metode mai exacte de dozare a medicamentelor bazate pe genotipul pacientului, mărind astfel valoarea terapiei, concomitent cu scăderea posibilităţii unei supradozări.

    Îmbunătăţirea creării medicamentelor şi a procesului aprobării lor. În urma asocierii a numeroase gene cu diferite afecţiuni, acestea pot reprezenta ţinta pentru noile terapii, scurtând astfel procesul creării medicamentelor.

    Vaccinuri îmbunătăţite pot fi produse prin intermediul ingineriei genetice, eliminând riscul infectării cu patogenul, de asemenea vor fi mai ieftin de produs, mai stabile şi vor putea conţine mai multe tulpini concomitent.


    Markerii moleculari i biotehnologia medical

    Markerii moleculari şi biotehnologia medicală

    Platforma de biotehnologii bazate pe cunoastere

    Platforma de biotehnologii

    Proiect MEC – CNCSIS cod 29/2006-2009

    Proiect de investitii de 5 milioane lei

    Director prof. Doru C. Pamfil

    53 persoane


    Markerii moleculari i biotehnologia medical

    Institutul pentru Ştiinţele vieţii

    4.500 mp din care 2.500 mp Platforma

    Centrul de Biotehnologii actual

    1.025 mp


    Universitatea de stiinte agricole si medicina veterinara cluj napoca romania

    UNIVERSITATEA DE STIINTE AGRICOLE SIMEDICINA VETERINARACLUJ-NAPOCA, ROMANIA

    Va multumesc !

    Pamfil Doru

    GSM 0744779416

    Platforma de biotehnologii bazata pe cunoastere

    http://www.usamvcluj.ro/htlm/cercetare/platforma


  • Login