Биотехнологии и медицина

Важнейший вклад биотехнологии в решение проблем охраны здоровья человека – получение антибиотиков. Антибиотиками называются органические вещества, вырабатываемые микроорганизмами и обладающие токсическим действием по отношению к другим микроорганизмам. Антибиотиками называются также антибактериальные вещества, выделяемые из растительных и животных клеток. Первый эффективный антибиотик (пенициллин) был открыт А. Флемингом в 1929 г. Антибиотики широко вошли в медицинскую практику в 40-е годы XX века. В настоящее время в мире налажено промышленное производство антибиотиков, они занимают первое место среди продукции мировой фармацевтической промышленности по объему производства. Насчитывается до 6000 различных антибиотиков, более 100 из которых находят широкое применение. Антибиотики используются как лекарственные препараты для подавления развития бактерий, микроскопических грибов, некоторых вирусов и простейших. Получены противоопухолевые антибиотики.

Уже упоминался синтез инсулина – белка для лечения диабета. Ген, синтезирующий инсулин человека, был введен в плазмиду и внедрен в обычную бактерию E.coli. Другой пример – синтез соматотропина, применяющегося при лечении заболеваний, вызванных нарушением функциональной деятельности гормонов роста.

Многие вакцины, защищающие от вирусных инфекций, часто выделяют из природных источников. Введение при вакцинации активного вируса, вызывающего заболевание, сопряжено с определенным риском. Более безопасные вакцины получают с применением генной инженерии, позволяющей получить ДНК, кодирующую белок поверхностного слоя вируса. В таком случае иммунитет достигается введением белковой оболочки вируса, что исключает случайное заражение организма.

Химически приготовленные последовательности ДНК используются для выявления генетических дефектов, свидетельствующих о предрасположенности организма к тому или иного заболеванию. Можно надеяться, что генетические болезни будут излечиваться путем замещения дефектных генов. Следует ожидать, что технологии рекомбинантных ДНК помогут выяснить природу регуляции генов в клетке.

Интерес для медицины представляют природные молекулы, обладающие биологической активностью. Однако их не всегда можно использовать для фармацевтических целей из-за сравнительной высокой себестоимости и нежелательных побочных действий. Поэтому часто используют химически сходные молекулы или фрагменты природного вещества. Генная инженерия позволяет производить лекарственные препараты модифицированной формы для повышения их биологической активности. На основе современных биотехнологий синтезируются препараты, блокирующие биологическую активность разных биомолекул.

Большое значение в медицине имеет разработка кровезаменителей.