Biomarker

Izvor: Wikipedia

Biomarkeri su merljive promene parametara bioloških sistema (izgrađenih od organskih i neorganskih jedinjenja [1]) koje se prate pomoću biomonitoringa. Biomarkeri su karakteristični biološki indikatori koji se koriste za identifikaciju (često preko praćenja indirektnih promena), fizičkih oštećenja ili poremećaja fizioloških proces kod ljudi ili životinja. Istorijski gledano, razni biomarkeri, kao i „markeri-mamaci“, su korišćeni za razna praćenja funkcionalnih promena uključujući i radioaktivne izotope, stabilne izotope, masne kiseline, sistemske i fizičke biomarkera. Zahvaljujući biomarkerima danas se uspešno prate i identifikuju biomonitoringom mnoge promene kod životinja i čoveka primenom minimalno invazivnih tehnika koje postaju sve značajniji za izučavanje ne samo promena već i interakcija između; divljih i domaćih životinja, čovek, biljnog sveta i životne sredine.[2][3][4]

Istorijat[uredi - уреди]

Ostale definicije[uredi - уреди]

Značaj[uredi - уреди]

Veličinu opasnosti i rizika od pojedinih materija u prirodi i životnoj sredini ne karakterišu samo njihova koncentracija već ih karakteriše i njihova bioraspoloživost. Do sada najpouzdaniji način određivanja opasnosti i rizika od pojedinih materija u životnoj sredini i prirodi je transpolacija i interpretacija rezultata biomonitoringa u sprezi sa drugim, klasičnim oblicima monitoringa.

Biomonitoring baziran na biomarkerima pouzdano potvrđuje ili opovrgava, te kvantifikuje opasnost i rizik specifično za svaki okolinu. Generalno gledano, biomarkeri su vidljive osobine organizma koje se mogu koristiti na više načina:

  1. Za procenu organizma pre njegovog izlaganja egzogenim hemijskim jedinjenjima, metabolitima ili posledicama interakcije između hemijskih jedinjenja i ciljne ćelije koje se mere u organizmu,
  2. Za identifikaciju promena ili posledica nastalih u organizmu - merljive izmene organizma koje, u zavisnosti od veličine, mogu da ukažu na potencijalna ili poznata oštećenje zdravlja ili bolesti,
  3. Za procenu primarne osetljivosti organizma na indikatore urođenih ili stečenih svojstava organizma koja mogu dovesti do povećanja unutrašnje doze hemijskih materija ili povećanog nivoa odziva na izlaganje.[12]
  4. Biomarkeri nižih nivoa bioloških sistema odlikuju se brzinom detekcije promena ali malim prognostičkim mogućnosti, dok se biomarkeri viših nivoa bioloških sistema odlikuju zakasnelom detekcijom (otkrivanjem) ali zato velikim prognostičkim potencijalom.

Vrste[uredi - уреди]

Molekularni biomarkeri Organizmički biomarkeri Populacijski biomarkeri
  • inhibicija/indukcija enzima
  • promene na DNA/RNA
  • inhibicija/indukcija MXR
  • indukcija matalotionenina
  • ekspresija vitelogeninskog gena
  • biometrijski parametri
  • anatomske promene/status
  • histološke promene/status
  • citološke promene/status
  • bogatstvo vrsta
  • kvalitativni sastav biocenoza
  • odnos subpopulacijskih kategorija
  • abdunanca i rasprostranjenost

Primena[uredi - уреди]

Medicina[uredi - уреди]

Nakon srčanog udara u dijagnostici se koristi analiza biomarkera.

U medicinskoj praksi za dijagnostikovanje i prognostičko praćenje oboljenja najčešće se koriste laboratorijska dijagnostika (dijagnostički testovi). Ova dijagnostička strategija često je u izvesnoj meri nesigurna jer može da bude netačna zbog specifičnosti samog testa ili netačnosti kliničkog sagledavanja stanja pacijenta ili interpretacije dijagnostičkog testa. [13]

Nesigurnost koju uslovljava prvi navedeni uzrok danas je u najvećoj meri smanjena razvojem novih, pogodnijih analitičkih postupaka i posvećenivanjem više pažnje kontroli kvaliteta u laboratorijama. Analitičke laboratorijske metode i postupci koji se danas u najvećoj meri razvijaju su tzv. biomarkeri, odnosno biohemijski pokazatelji oboljenja pojedinih organa koji moraju da imaju niz specifičnih karakteristika da bi ispunili uslov da se primene kao biohemijski markeri za otkrivanje i razlikovanje pojedinih oboljenja datog organa. Primenom ovakve definicije približavamo se tzv. organospecifičnonosti nekog biohemijskog parametra koji se primenjuje u kliničkoj enzimologiji, mada u organičenoj meri.[14][15]

Karakteristike medicinskih biomarkera[uredi - уреди]

Glavni članak: Biomarker (medicina)

Da bi medicinski biomarker (biohemijski pokazatelj) bio uspešan on mora da ispuni nekoliko uslova i to:[15]

  • da mu je koncentracija relativno visoka u odgovarajućem tkivu, a zanemarljiva u drugim tkivima,
  • da je pogodno subcelularnom raspodeljen, kako bi se nakon oštećenja tkiva brzo našao u cirkulaciji,
  • da se u cirkulaciji zadržava dovoljno dugo kako bi mogla da se prati njegova koncentracija,
Alkalna fosfataza jedan je od biomarkera u dijagnostici bolesti kostiju
  • da se može odrediti pomoću pogodne i osetljive analitičke metode, primenljive i na automatskim analizatorima,
  • da su za njega ustanovljene rigorozne (»cut-off«) vrednosti, uzimajući u obzir da su klinička osetljivost i specifičnost međusobno povezane.

Primenom navedenih principa danas se u dijagnostici preporučuju brojni biomarkeri za dijagnostikovanje oboljenja pojedinih organa kao npr;[15]

Biologija ćelije[uredi - уреди]

Glavni članak: Biomarker (ćelija)

U ćelijskoj biologiji, biomarker je molekul koji omogućava otkrivanje i izolaciju određenih ćelija (npr, protein Oct-4 se koristi kao biomarker za identifikaciju embrionalnih matičnih ćelija). [22]

U genetici, biomarker (identifikovan kao genetički marker) je sekvencijalna DNK koja uzrokuje bolest ili je povezan sa osetljivošću na bolesti.

Geologija i astrobiologija[uredi - уреди]

Glavni članak: Biomarker (hemikalije)

Biomarkeri mogu biti bilo koja vrsta molekula koje ukazuju na postojanje, u prošlosti ili sadašnjosti, živih organizama. Biomarkeri u geološkim uzorcima na Zemlji su proizvodi dobijeni od biohemijskih prekursora (odnosno, prirodnih proizvoda) iz oksidoreduktivnih procesa (npr, holestana u holesterol). Generalno gledano, lipidi, pigmenti, i neke biomembrane su najbolje očuvani tokom dužih geoloških perioda, a nestabilna jedinjenja kao što su amino kiseline, šećeri itd, i korisni su biomarkeri koji potiču iz novijih vremena. Dakle, detaljne karakteristike sastava biomarkera omogućavaju procenu vrsta koje su izumrle i/ili onih iz postojećeg (trenutnog) života. [23]

U oblasti geologije i astrobiologije, biomarkeri, u odnosu na geomarkere su takođe poznati i kao biosignature.

Termin biomarker se takođe koristi i da opiše učešće biologije u generisanju nafte (istraživanju drevnih izvora i migracionih puteva modernih naftnih nalazišta [24]).

Procena ekspozicije[uredi - уреди]

Glavni članak: Bioindikatori

Biomarkera se takođe mogu koristiti da označe izloženost organizma različitim supstancama u epidemiologiji i toksikologije. U ovim slučajevima, biomarkeri mogu biti spoljašnji ili sama supstanca (npr. čestice azbesta ili Nicotine-derived nitrosamine ketone (NNK) - čestice duvana), ili varijanta spoljašnje supstance prerađena u telu (metabolit).

Reference[uredi - уреди]

  1. Prof. Dr Dmitar Lakušić OSNOVI EKOLOGIJE Beograd,2009 [1]
  2. BAILEY, G.N.A., I.J. LINN, AND P.J. WALKER. 1973. Radioactive marking of small mammals. Mammal Review 3:11-23.
  3. EVANS, J., AND R.E. GRIFFITH. 1973. A fluorescent tracer and marker for animal studies. Journal of Wildlife Management 37:73-81
  4. A REVIEW OF BIOMARKERS USED FOR WILDLIFE DAMAGE AND DISEASE MANAGEMENT Proceedings of the 12 th Wildlife Damage Management Conference (D.L. Nolte, W.M. Arjo, D.H. Stalman, Eds).2007
  5. ((en))American Heritage Dictionary:Bence-Jones protein
  6. ((en))Kulasingam V, Diamandis EP Strategies for discovering novel cancer biomarkers through utilization of emerging technologies Nature Clinical Practice Oncology 2008 volume 5, 588-599, pdf
  7. U.S. Department of Agriculture
  8. Stratus Consulting Inc. Environment and Energy Research
  9. Environmental Restoration Risk Assessment Program, Lockheed Martin Energy Systems, Inc. Oak Ridge, Tennessee 37831
  10. CALIFORNIA REGIONAL WATER QUALITY CONTROL BOARD
  11. 11.0 11.1 ((en)) Glossary of Terms and Concepts Associated with Biomonitoring
  12. US Environmental Protection Agency
  13. Magid E. Some concepts and principles of clinical test evaluation. Scand J Clin Lab Invest 1992; Suppl 208: 9’12.
  14. Ransohoff DF, Feinstein AR. Problems of spectrum and bias in evaluating the efficacy of diagnostic tests. N Engl J Med 1978; 299: 926’930
  15. 15.0 15.1 15.2 Majkić-Singh, N. T., Ignjatović, S., Kovačević, R., Ilić, M., & Lalić, N. (2002). Dijagnostički i prognostički značaj biomarkera. Jugoslovenska medicinska biohemija, 21(1), 1-8.
  16. Chen JT, Hosoda K, Hasumi K, Ogata E, Shiraki M. Serum N-terminal osteocalcin is a good indicator for estimating responders to hormone replacement therapy in postmenopausal women. J Bone Min Res 1996; 11: 1784’92.
  17. Ilić M, Majkić-Singh N. Značaj kliničko-biohemijskih parametara za praćenje osteoporoze. Jugoslov Med Biohem 1996; 15: 216.
  18. Christenson RH, Azzary HME. Biochemical markers of the acute coronary syndromes. Clin Chem 1998; 44: 1855’86.
  19. Majkić-Songh N. Biohemijski parametri za dijagnostikovanje infarkta miokarda. Infarm 1998; 4:18’19.
  20. Ignjatović S, Majkić-Singh N, Mitrović M, Gvozdenović M. Biochemical evaluation of patients with acute pancreatitis. Clin Chem Lab Med 2000; 38:1141’44
  21. Vessella LR, Lange PH. Issues in the assessment of PSA immunoassays. The Urologic Clinics of North America 1993; 20. 607’17.
  22. Turck 2009.
  23. ((en)) Simoneit BR. Molecular indicators (biomarkers) of past life. Anat Rec. 2002 Nov 1;268(3):186-95. Abstract-PubMed
  24. Ian M. Head, D. Martin Jones & Steve R. Larter. Biological activity in the deep subsurface and the origin of heavy oil. Nature, 2003, 1-36.

Literatura[uredi - уреди]

Spoljašnje veze[uredi - уреди]


Biomarkeri
Biomarkeri (medicina)Biomarkeri (ćelija)Biomarkeri (hemija)
Biomarkeri za procenu izloženostiBiomarkeri (ekologija)Molekularni markeri

Istraživanja biomarkeraBiomonitoringBioindikatoriBiomarkeri (časopis)