Molekyylikirurgia on joukko moderneja menetelmiä kehon patologisten tilojen korjaamiseksi muuttamalla solujen fenotyyppiä tai toiminnallisuutta molekyyliaineilla, kuten genomin muokkausjärjestelmillä.
Vuonna 1855 saksalainen lääkäri ja tiedemies Rudolf Virchow , yksi biologian ja lääketieteen soluteorian perustajista , esitteli käsitteen "solupatologia" [1] , jonka mukaan mikä tahansa sairaus voidaan pelkistää vastaavan taudin tappioksi. soluja. Tämän periaatteen toteuttamista käytännön lääketieteessä ennen molekyyli- ja solubiologian nopeaa kehitystä 1900-luvulla vaikeutti tiettyjä soluja ja niiden toimintoja koskevien työkalujen puute.
Tällä hetkellä kirurgiset periaatteet, joita yhdistää " funktionaalisen kirurgian " käsite, edellyttävät elinten säilyttävien toimenpiteiden suorittamista, usein minimaalisesti invasiivisia ja joilla pyritään korjaamaan kehon järjestelmiä samalla kun säilytetään anatomia ja palautetaan normaalit toiminnot. 1900-luvulla esimerkkejä tällaisten periaatteiden toteuttamisesta olivat laparoskooppiset tekniikat , robottiavusteiset leikkaukset , nopeutetun kuntoutusleikkauksen menetelmät ( ERAS tai Fast Track Surgery ) jne. Nykyaikainen molekyylibiologia ja biofysiikka mahdollistavat näiden esimerkkien laajentamisen toiminnallisten toimintojen suorittamiseen. operaatiot molekyylitasolla [2] .
Ajatuksen molekyylitason leikkauksesta esitti ensimmäisenä Nobel-palkittu Richard Feynman vuoden 1959 luennossa American Physical Societyssä esimerkkinä nanomittakaavan koneiden mahdollisesta käytöstä lääketieteellisiin tarkoituksiin : sydämeen ja tutkii sitä. Hän huomaa viallisen venttiilin, lähestyy sitä ja leikkaa sen pois mikroskalpellilla " [3] . Myöhemmin käsite interventioista molekyyli- ja kudostasolla kudosten fenotyypin muuttamiseksi sai instrumentaalisen ratkaisunsa geenimanipuloitujen konstruktien muodossa .
Termi " molekyylikirurgia " muotoiltiin ensimmäisen kerran vuonna 1966 kuvaamaan interventiota solujen työhön DNA-tasolla [4] . Äskettäin kehitetyt genominmuokkausjärjestelmät ( CRISPR/Cas9 , TALEN , ZFN ) terapeuttisiin tarkoituksiin mahdollistavat normaalin solufenotyypin palauttamisen/luomisen ja sen seurauksena patologisesti muuttuneiden kudosten normaalin toiminnan. Molekyylikirurgisia järjestelmiä testataan parhaillaan kardiomyopatioiden [5] , sirppisoluanemian ja joidenkin syöpien [6] hoidossa .
Laajamittaisten kudosvaurioiden korjaaminen on toisen suunnan - entsymaattisen leikkauksen tavoite [ 7 ] . Vaikka nykyään entsyymejä käytetään pääasiassa ruoansulatuskanavan sairauksien hoitoon, spesifisten annostelujärjestelmien käyttö mahdollistaa täysin erilaisten vaikutusten suorittamisen, esimerkiksi laajamittaiset interventiot patologisesti muuttuneiden kudosten uudistamiseksi, mukaan lukien kuljettamalla metalloproteinaaseja tuhoaa kasvavan kuitukudoksen . Entsymaattisen kirurgian suunnan kehittäminen ei liity ainoastaan erittäin spesifisten kuljetusvälineiden (solut, monoklonaaliset vasta-aineet , yksiketjuiset vasta-aineet ja niiden fragmentit) huolelliseen valintaan, vaan myös myrkyllisten tuotteiden ohjelmoituun poistamiseen ja deaktivointiin sekä niiden poistoon. edelleen hyödyntäminen käyttämällä ihmiskehossa olevia elinjärjestelmiä (maksa, maha-suolikanava, munuaiset, keuhkot, hikirauhaset). Molekyyli- ja entsymaattisten kirurgisten järjestelmien tehokkuus ja spesifisyys liittyvät kuljetusvektoreiden parantamiseen sekä niiden toiminnan ulkoisen ohjauksen mahdollisuuksiin. Esimerkiksi erittäin spesifinen kuljetus kohdekudoksiin voidaan suorittaa käyttämällä solupohjaisia vektoreita, virusjärjestelmiä ( AAV , HIV , HSV ), RNA-proteiinikomplekseja, baktofektiota, ja ulkoinen kontrolli voidaan suorittaa käyttämällä biofotoniikkaa ja optogenetiikkaa [8] .
Koodaavien ( DNA , RNA ) ja signalointimolekyylien ( proteiinit ja nukleiinihapot ) yhdistelmän käyttö säätelemään kehon toimintoja genomin muokkaamiseksi ja soluorganisaation muuttamiseen mahdollistaa sen, että voimme harkita mahdollisuutta personoida kirurgisia toimenpiteitä "omiikan" perusteella " potilaan kehon tiedot ( genomi , transkripti , metabolomi , epigenomi ). ) yksilöllisen fysiologisen vasteen saavuttamiseksi. Tällainen funktionaalisen molekyyli- ja entsymaattisen kirurgian periaatteiden korkean teknologian toteutus genomin muokkausjärjestelmien, teranostisten aineiden (joka tarjoaa sekä diagnostiikkaa että hoitoa) muodossa edustaa I. P. Pavlovin (1902) "fysiologisen kirurgian" metodologisen tekniikan kehittämistä. [9] ja moderni käsite potilaan kirurgiseen hoitoon yksilöllisestä lähestymistavasta .
| Henkilökohtainen lääketiede | |
|---|---|
| Omix Data Sections | |
| Sovellusosat | |
| menetelmät | |
| Aiheeseen liittyvät artikkelit | |