Domenii de aplicare si interes ale recombinarilor genetice
Noi metode de diagnostic si de cercetare
Tehnicile de recombinare genetica ofera noi posibilitati de diagnostic medical. Intr-adevar, infime cantitati de ADN si ARN virale pot fi izolate, compozitia lor si secventa lor nucleotidica pot fi determinate si replicarea lor realizata. Aceste date relative la acizii nucleici ar permite asadar sa distingem diferite categorii de virusuri si aceste tehnici ar deveni unelte pretioase in epidemiologie si in stabilirea diagnosticelor medicale.
Aceste tehnici si in general cele relative la sinteza acizilor nucleici isi dau si ele concursul la metodele de cercetare ale functiilor cerebrale la nivel molecular. Astfel a fost pusa in evidenta prezenta hormonilor polipeptidici in creier, dupa care s-a demonstrat, in mai multe laboratoare, ca antiserurile preparate vis-a-vis de acesti hormoni se fixau pe anumite zone ale creierului. Este posibil sa fie sintetizate molecule de ADN-copie, ale caror secvente nucleotidice corespund celei a aminoacizilor hormonilor polipeptidici, apoi acesti ADN sa fie pusi in prezenta unor celule nervoase care ar putea sa sintetizeze acesti hormoni; aceasta hibridare intre ADN-ul copie si ARN-ul mesager va fi cu atat mai puternica cu cat similitudinea va fi mai mare intre hormonii cercetati si substantele sintetizate in celulele nervoase. Secventa nucleotidica a unor ARN-mesageri va putea fi dupa aceea analizata in asa fel incat sa se poata stabili eventuale diferente intre hormonii polipeptidici cunoscuti si substantele sintetizate de neuroni. Un asemenea mod de abordare este mult mai rapid decat metodele imunologice clasice, care constau mai intai in purificarea hormonilor polipeptidici, apoi in prepararea anticorpilor corespunzatori, care sunt, dupa aceea, testati pe creier sau pe celulele nervoase.
Biomateriale
Protezele si dispozitivele de sprijin, destinate sa inlocuiasca parti deficiente ale organismului, sau sa remedieze disfunctionarea lor, au fost realizate cu ajutorul polimerilor (poliesteri, siliconi, polimetacrilamida de metil, polietilena), al aliajelor metalice (oteluri inoxidabile, aliaj pe baza de crom, cobalt si molibden, titan si aliaje pe baza de titan), al ceramicilor (alumina densa, vitroceramici), al materialelor combinate (carbon-carbon, polimeri-fibre de grafit sau de sticla). La contactul cu aceste materiale diverse se produc reactii ale tesuturilor care fac necesara inlaturarea protezei. Pentru a evita aceste reactii sau pentru a le atenua considerabil a fost creata a noua categorie de materiale, biomaterialele.
Este vorba de materialele biocompatibile, destinate "sa lucreze sub constrangere biologica" (Jozefonvicz si Jozefonwicz, 1982) si prin aceasta adaptate diverselor aplicatii. Piata biomaterialelor este caracterizata printr-o dezvoltare rapida: 20% pe an in Franta, de exemplu, cu o cifra de afaceri estimata la 500 000 000 de franci in 1978 (Jozefonvicz si Jozefonwicz, 1982).
In domeniul chirurgiei cardiovasculare, cercetarile asupra biomaterialelor se orienteaza catre descoperirea de noi mijloace pentru obtinerea unor suprafete de polimeri anticoagulante, de exemplu: poliesterul, polietilena, polizaharidele, pentru realizarea unor inlocuitori avand proprietatile anticoagualante ale heparinei. Obtinandu-se in felul acesta tuburi de diametru foarte mic, ele vor putea fi utilizate ca punti coronariene pentru tratarea cu mai mult succes a infarctului de miocard.
Folosirea aliajelor metalice in protezele articulatiilor creeaza probleme, deoarece proprietatile lor mecanice si cele ale osului sunt foarte diferite. Ceramicile, mai ale aluminele arse poseda, in schimb, o biocompatibilitate excelenta, o mare rezistenta la uzura, dar fragilitatea lor la soc este ridicata. Biomateriale cu structura chimica invecinata celei a osului, derivate din fosfati de calciu, hidroxiapatitele, ofera avantajul ca pot fi colonizate de celule osoase din cauza structurii lor poroase si a analogiei chimice cu tesutul osos. Din 1974, au inceput sa se fabrice compusi, pe baza de hidroxiapatite, de fosfoaluminati de calciu si de fluoroapatite (Jozefonvicz si Jozefonwicz, 1982). Fibrele pe baza compusilor carbon-carbon, epoxi-carbon, polimeri biodegradabili-fibre de carbon sunt chemate sa joace un rol important in elaborarea protezelor de tendoane si ligamente. Utilizarea polimerilor biodegradabili (copolimeri ai acidului lactic) ar prezenta avantajul evitarii reinterventiei chirurgicale necesare pentru scoaterea placilor de imobilizare puse la o prima interventie.
Tot biomateriale noi au facut posibila producerea lentilelor de contact fine, flexibile si suple; este vorba de geluri macromoleculare, al caror continut de apa depaseste 80%, ceea ce asigura o buna difuziune a oxigenului si anhidrida carbonice. In S.U.A., Europa si Asia se intreprind cercetari active asupra inlocuitorilor sangelui: elaborarea unor "celule artificiale" constituite din hemoglobina microincapsulate in polimeri sintetici; transportori de oxigen pe baza de fluorocarboni; gelatine si dextrani utilizate ca substituit al plasmei sangvine. Dar acesti produsi nu sunt intotdeauna bine tolerati si, de aceea, se intentioneaza sa se sintetizeze polimeri solubili usor biodegradabili, dupa exemplul copolimerilor de acid glicolic si de acid lactic, utilizati pentru efectuarea unor suturi profunde care pot fi bioresorbite in locul catgului.
Toate aceste cercetari asupra biomaterialelor necesita colaborarea specialistilor si tehnicienilor care apartin unor discipline diferite; tehnicile de recombinare genetica si unele procedee biotehnologice pot modifica intr-un mod determinant acest domeniu important prin consecintele lui economice, sociale si umane. Aceste cercetari sunt legate de ansamblul cercetarilor si realizarilor care au dat nastere ingineriei biologice si medicale, suport tehnologic indispensabil progreselor medicinei.
Aceste diverse aplicatii contribuie la profunda schimbare a medicinei, care nu mai este "arta" de a depista si de a vindeca o boala, ci care se orienteaza din ce in ce mai mult catre prevenirea acesteia, beneficiind de rezultatele cercetarilor biologice legate de aparitia si dezvoltarea unor anomalii.
In acest fel descoperirile relative la existenta in organismul uman insusi a unui arsenal terapeutic de o mare diversitate si de o extraordinara precizie - cuprinzand anxioliticele, endorfinele, hormonii si sistemul imunitar - orienteaza terapeutica pe calea "naturala" care consta in compensarea cu ajutorul acestor substante de origine umana a deficientelor de producere sau de receptare ce explica multe stari patologice. O astfel de farmacologie naturala se deosebeste de cea care recurge la produse de origine vegetala, dintre care unele sunt, la urma urmelor, foarte toxice. Ea consta intr-adevar in administrarea, stimularea sau, dimpotriva, inhibarea hormonilor, enzimelor, mediatorilor chimici, care sunt indispensabile functionarii organismului si ale caror defecte ori dezechilibre sunt raspunzatoare de starile fiziologice deviante si de incidenta unui mare numar de maladii. In acest domeniu, contributia tehnicilor de recombinare genetica este importanta in masura in care ele fac posibila sintetizarea acestor hormoni, acestor mediatori sau acestor factori responsabili ai apararii naturale a organismului, cu ajutorul microbilor sau culturilor de celule, evitandu-se astfel sa se faca apel la sinteze chimice complexe si costisitoare.
