Noi metode de diagnostic şi de cercetare

Tehnicile de recombinare genetică oferă noi posibilităţi de diagnostic medical. Într-adevăr, infime cantităţi de ADN şi ARN virale pot fi izolate, compoziţia lor şi secvenţa lor nucleotidică pot fi determinate şi replicarea lor realizată. Aceste date relative la acizii nucleici ar permite aşadar să distingem diferite categorii de virusuri şi aceste tehnici ar deveni unelte preţioase în epidemiologie şi în stabilirea diagnosticelor medicale.

Aceste tehnici şi în general cele relative la sinteza acizilor nucleici îşi dau şi ele concursul la metodele de cercetare ale funcţiilor cerebrale la nivel molecular. Astfel a fost pusă în evidenţă prezenţa hormonilor polipeptidici în creier, după care s-a demonstrat, în mai multe laboratoare, că antiserurile preparate vis-a-vis de aceşti hormoni se fixau pe anumite zone ale creierului. Este posibil să fie sintetizate molecule de ADN-copie, ale căror secvenţe nucleotidice corespund celei a aminoacizilor hormonilor polipeptidici, apoi aceşti ADN să fie puşi în prezenţa unor celule nervoase care ar putea să sintetizeze aceşti hormoni; această hibridare între ADN-ul copie şi ARN-ul mesager va fi cu atât mai puternică cu cât similitudinea va fi mai mare între hormonii cercetaţi şi substanţele sintetizate în celulele nervoase. Secvenţa nucleotidică a unor ARN-mesageri va putea fi după aceea analizată în aşa fel încât să se poată stabili eventuale diferenţe între hormonii polipeptidici cunoscuţi şi substanţele sintetizate de neuroni. Un asemenea mod de abordare este mult mai rapid decât metodele imunologice clasice, care constau mai întâi în purificarea hormonilor polipeptidici, apoi în prepararea anticorpilor corespunzători, care sunt, după aceea, testaţi pe creier sau pe celulele nervoase.

Biomateriale

Protezele şi dispozitivele de sprijin, destinate să înlocuiască părţi deficiente ale organismului, sau să remedieze disfuncţionarea lor, au fost realizate cu ajutorul polimerilor (poliesteri, siliconi, polimetacrilamida de metil, polietilena), al aliajelor metalice (oţeluri inoxidabile, aliaj pe bază de crom, cobalt şi molibden, titan şi aliaje pe bază de titan), al ceramicilor (alumină densă, vitroceramici), al materialelor combinate (carbon-carbon, polimeri-fibre de grafit sau de sticlă). La contactul cu aceste materiale diverse se produc reacţii ale ţesuturilor care fac necesară înlăturarea protezei. Pentru a evita aceste reacţii sau pentru a le atenua considerabil a fost creată a nouă categorie de materiale, biomaterialele.

Este vorba de materialele biocompatibile, destinate “să lucreze sub constrângere biologică” (Jozefonvicz şi Jozefonwicz, 1982) şi prin aceasta adaptate diverselor aplicaţii. Piaţa biomaterialelor este caracterizată printr-o dezvoltare rapidă: 20% pe an în Franţa, de exemplu, cu o cifră de afaceri estimată la 500 000 000 de franci în 1978 (Jozefonvicz şi Jozefonwicz, 1982).

În domeniul chirurgiei cardiovasculare, cercetările asupra biomaterialelor se orientează către descoperirea de noi mijloace pentru obţinerea unor suprafeţe de polimeri anticoagulante, de exemplu: poliesterul, polietilena, polizaharidele, pentru realizarea unor înlocuitori având proprietăţile anticoagualante ale heparinei. Obţinându-se în felul acesta tuburi de diametru foarte mic, ele vor putea fi utilizate ca punţi coronariene pentru tratarea cu mai mult succes a infarctului de miocard.

Folosirea aliajelor metalice în protezele articulaţiilor creează probleme, deoarece proprietăţile lor mecanice şi cele ale osului sunt foarte diferite. Ceramicile, mai ale aluminele arse posedă, în schimb, o biocompatibilitate excelentă, o mare rezistenţă la uzură, dar fragilitatea lor la şoc este ridicată. Biomateriale cu structura chimică învecinată celei a osului, derivate din fosfaţi de calciu, hidroxiapatitele, oferă avantajul că pot fi colonizate de celule osoase din cauza structurii lor poroase şi a analogiei chimice cu ţesutul osos. Din 1974, au început să se fabrice compuşi, pe bază de hidroxiapatite, de fosfoaluminaţi de calciu şi de fluoroapatite (Jozefonvicz şi Jozefonwicz, 1982). Fibrele pe baza compuşilor carbon-carbon, epoxi-carbon, polimeri biodegradabili-fibre de carbon sunt chemate să joace un rol important în elaborarea protezelor de tendoane şi ligamente. Utilizarea polimerilor biodegradabili (copolimeri ai acidului lactic) ar prezenta avantajul evitării reintervenţiei chirurgicale necesare pentru scoaterea plăcilor de imobilizare puse la o primă intervenţie.

Tot biomateriale noi au făcut posibilă producerea lentilelor de contact fine, flexibile şi suple; este vorba de geluri macromoleculare, al căror conţinut de apă depăşeşte 80%, ceea ce asigură o bună difuziune a oxigenului şi anhidridă carbonice. În S.U.A., Europa şi Asia se întreprind cercetări active asupra înlocuitorilor sângelui: elaborarea unor “celule artificiale” constituite din hemoglobină microîncapsulate în polimeri sintetici; transportori de oxigen pe bază de fluorocarboni; gelatine şi dextrani utilizate ca substituit al plasmei sangvine. Dar aceşti produşi nu sunt întotdeauna bine toleraţi şi, de aceea, se intenţionează să se sintetizeze polimeri solubili uşor biodegradabili, după exemplul copolimerilor de acid glicolic şi de acid lactic, utilizaţi pentru efectuarea unor suturi profunde care pot fi bioresorbite în locul catgului.

Toate aceste cercetări asupra biomaterialelor necesită colaborarea specialiştilor şi tehnicienilor care aparţin unor discipline diferite; tehnicile de recombinare genetică şi unele procedee biotehnologice pot modifica într-un mod determinant acest domeniu important prin consecinţele lui economice, sociale şi umane. Aceste cercetări sunt legate de ansamblul cercetărilor şi realizărilor care au dat naştere ingineriei biologice şi medicale, suport tehnologic indispensabil progreselor medicinei.

Aceste diverse aplicaţii contribuie la profunda schimbare a medicinei, care nu mai este “arta” de a depista şi de a vindeca o boală, ci care se orientează din ce în ce mai mult către prevenirea acesteia, beneficiind de rezultatele cercetărilor biologice legate de apariţia şi dezvoltarea unor anomalii.

În acest fel descoperirile relative la existenţa în organismul uman însuşi a unui arsenal terapeutic de o mare diversitate şi de o extraordinară precizie - cuprinzând anxioliticele, endorfinele, hormonii şi sistemul imunitar - orientează terapeutica pe calea “naturală” care constă în compensarea cu ajutorul acestor substanţe de origine umană a deficienţelor de producere sau de receptare ce explică multe stări patologice. O astfel de farmacologie naturală se deosebeşte de cea care recurge la produse de origine vegetală, dintre care unele sunt, la urma urmelor, foarte toxice. Ea constă într-adevăr în administrarea, stimularea sau, dimpotrivă, inhibarea hormonilor, enzimelor, mediatorilor chimici, care sunt indispensabile funcţionării organismului şi ale căror defecte ori dezechilibre sunt răspunzătoare de stările fiziologice deviante şi de incidenţa unui mare număr de maladii. În acest domeniu, contribuţia tehnicilor de recombinare genetică este importantă în măsura în care ele fac posibilă sintetizarea acestor hormoni, acestor mediatori sau acestor factori responsabili ai apărării naturale a organismului, cu ajutorul microbilor sau culturilor de celule, evitându-se astfel să se facă apel la sinteze chimice complexe şi costisitoare.

Bibliografie: “Biotehnologiile - sfidare si promisiuni” Albert Sasson