بررسی نشانگرهای زیستی و کاربرد آن‌ها در پیش‌آگهی، تشخیص و درمان سرطان و سایر بیماری‌ها
محورهای موضوعی : نشانگر های زیستی پلاسما
سارا طالع احمد
1
*
,
فاطمه طالع احمد
2
1 - پژوهشگاه رویان، پژوهشکده زیست شناسی و فناوری سلول¬های بنیادی جهاد دانشگاهی، مرکز تحقیقات علوم سلولی، گروه سلول¬های بنیادی و زیست شناسی تکوینی، تهران، ایران.
2 - گروه فیزیولوژی، دانشکده پزشکی، دانشگاه شاهد، تهران، ایران.
کلید واژه: نشانگرهای زیستی, تشخیص و پیش آگهی , سرطان , بیماری¬ها,
چکیده مقاله :
نشانگرهای زیستی، یا بیومارکرها، ابزارهای حیاتی در تشخیص، پیش‌آگهی و مدیریت بیماری‌ها محسوب می‌شوند. در دهه‌های اخیر، استفاده از این نشانگرها به عنوان سیستم‌های هشدار اولیه برای ارزیابی خطر بیماری‌ها به طور چشمگیری افزایش یافته است. کاربرد و شناسایی نشانگرهای زیستی در زمینه پزشکی و بالینی، تأثیر بسزایی بر سلامت جامعه داشته و در ارزیابی حساسیت و شدت بیماری در هر فرد امکان پیش‌بینی پیامدها و ارائه راهکارهای درمانی مؤثر را فراهم می‌کند. همچنین نشانگرهای زیستی ابزارهای ضروری برای انتخاب بیماران مناسب برای درمان با داروهای خاص هستند و در پزشکی مبتنی بر فرد با استفاده از این ابزار می توان درمان مناسب در دوز و زمان مناسب را به بیمار ارائه داد. در مطالعات بیومارکرها، شناسایی و طبقه‌بندی آن‌ها از اهمیت بالایی برخوردار است. بیومارکرها می‌توانند به عنوان نشانگرهای تصویربرداری، آنزیم‌ها، پروتئین‌ها، RNA یا DNA و یا دیگر مولکول‌های مورد استفاده در تحقیقات و تشخیص بیماری مورد استفاده قرار گیرند. در همین راستا در این مقاله به تاریخچه، طبقه‌بندی، کشف و انواع نشانگرهای زیستی، کاربردهای آن‌ها در پیش‌آگهی بیماری‌ها، و چالش‌ها و فرصت‌های پیش‌رو در این حوزه پرداخته شده است. همچنین، نمونه‌هایی از بیومارکرهای مهم در بیماری‌های گوناگون از جمله سرطان، بیماری‌های قلبی‌عروقی و سایر بیماری‌ها مورد بررسی قرار می‌گیرد. هدف این مطالعه، الهام بخشیدن به خوانندگان برای کشف راه‌های جدید در تحقیق و توسعه نشانگرهای زیستی است.
Biological markers, or biomarkers, are vital tools in the diagnosis, prediction, and management of diseases. In recent decades, the use of these markers as early warning systems for assessing disease risk has significantly increased. The application and identification of biological markers in the medical and clinical fields have had a considerable impact on public health, allowing for the prediction of outcomes and the provision of effective treatment solutions by assessing the sensitivity and severity of diseases in each individual. Furthermore, biomarkers are essential tools for selecting suitable patients for treatment with specific medications, and in personalized medicine, the use of these tools enables the delivery of appropriate treatment at the right dosage and time to the patient. In biomarker studies, the identification and classification of these markers are of paramount importance. Biomarkers can serve as imaging markers, enzymes, proteins, RNA, DNA, or other molecules used in research and disease diagnosis. In this article, the history, classification, discovery, and types of biological markers, their applications in disease prediction, as well as the challenges and future opportunities in this field are discussed. Moreover, examples of important biomarkers in various diseases such as cancer, cardiovascular diseases, and other illnesses are examined. This study aims to inspire readers to explore new avenues in research and development of biological markers.
منابع: 1. De Gramont A, Watson S, Ellis LM, Rodón J, Tabernero J, De Gramont A, et al. Pragmatic issues in biomarker evaluation for targeted therapies in cancer. 2015;12(4):197-212.
2. Antoniou M, Kolamunnage-Dona R, Wason J, Bathia R, Billingham C, Bliss J, et al. Biomarker-guided trials: challenges in practice. 2019;16:100493.
3. Porter KJBjoep. Effect of homologous bone marrow injections in x-irradiated rabbits. 1957;38(4):401.
4. Group BDW, Atkinson Jr AJ, Colburn WA, DeGruttola VG, DeMets DL, Downing GJ, et al. Biomarkers and surrogate endpoints: preferred definitions and conceptual framework. 2001;69(3):89-95.
5. Lukas A, Heinzel A, Mayer BJb. Biomarkers for capturing disease pathology as molecular process hyperstructure. 2019:573402.
6. Luo K, Stepanov I, Hecht SSJAoCE. Chemical biomarkers of exposure and early damage from potentially carcinogenic airborne pollutants. 2019;3.
7. Mardpour S, Hamidieh AA, Taleahmad S, Sharifzad F, Taghikhani A, Baharvand HJJocp. Interaction between mesenchymal stromal cell‐derived extracellular vesicles and immune cells by distinct protein content. 2019;234(6):8249-58.
8. Wishart DS, Bartok B, Oler E, Liang KY, Budinski Z, Berjanskii M, et al. MarkerDB: an online database of molecular biomarkers. 2021;49(D1):D1259-D67.
9. Eggener SE, Rumble RB, Armstrong AJ, Morgan TM, Crispino T, Cornford P, et al. Molecular biomarkers in localized prostate cancer: ASCO guideline. 2020;38(13):1474-94.
10. Ghantous CM, Kamareddine L, Farhat R, Zouein FA, Mondello S, Kobeissy F, et al. Advances in cardiovascular biomarker discovery. 2020;8(12):552.
11. Težak Ž, Kondratovich MV, Mansfield EJPM. US FDA and personalized medicine: in vitro diagnostic regulatory perspective. 2010;7(5):517-30.
12. Bodaghi A, Fattahi N, Ramazani A. Biomarkers: promising and valuable tools towards diagnosis, prognosis and treatment of COVID-19 and other diseases. Heliyon 9, e13323. 2023.
13. Sharifi Z, Talkhabi M, Taleahmad SJSR. Identification of potential microRNA diagnostic panels and uncovering regulatory mechanisms in breast cancer pathogenesis. 2022;12(1):20135.
14. Bereimipour A, Karimi S, Faranoush M, Hedayati Asl AA, Miri MS, Satarian L, et al. Identification of miR-20a as A Potential Discerning Biomarker for Non-Invasive versus Invasive Retinoblastoma. 2024;26(4):250-8.
15. Dhama K, Latheef SK, Dadar M, Samad HA, Munjal A, Khandia R, et al. Biomarkers in stress related diseases/disorders: diagnostic, prognostic, and therapeutic values. 2019;6:465402.
16. Takamura T-a, Tsuchiya T, Oda M, Watanabe M, Saito R, Sato-Ishida R, et al. Circulating malondialdehyde-modified low-density lipoprotein (MDA-LDL) as a novel predictor of clinical outcome after endovascular therapy in patients with peripheral artery disease (PAD). 2017;263:192-7.
17. Seyhan AAJEBR. Biomarkers in drug discovery and development. 2010;5:19-25.
18. Ng S, Masarone S, Watson D, Barnes MRJC, Research T. The benefits and pitfalls of machine learning for biomarker discovery. 2023;394(1):17-31.
19. Mathema VB, Sen P, Lamichhane S, Orešič M, Khoomrung SJC, Journal SB. Deep learning facilitates multi-data type analysis and predictive biomarker discovery in cancer precision medicine. 2023;21:1372-82.
20. van Kimmenade RR, Januzzi Jr JLJCc. Emerging biomarkers in heart failure. 2012;58(1):127-38.
21. Stolfo D, Stenner E, Merlo M, Porto A, Moras C, Barbati G, et al. Prognostic impact of BNP variations in patients admitted for acute decompensated heart failure with in-hospital worsening renal function. 2017;26(3):226-34.
22. Sandelius Å, Basak J, Hölttä M, Sultana S, Hyberg G, Wilson A, et al. Urinary kidney biomarker panel detects preclinical antisense oligonucleotide-induced tubular toxicity. 2020;48(8):981-93.
23. McMahon CW, Chhabra RJJoL, Medicine P. The role of fecal calprotectin in investigating digestive disorders. 2018;3(3).
24. Sarosiek I, Schicho R, Blandon P, Bashashati MJWjogo. Urinary metabolites as noninvasive biomarkers of gastrointestinal diseases: A clinical review. 2016;8(5):459.
25. Fu S, Wu D, Jiang W, Li J, Long J, Jia C, et al. Molecular biomarkers in drug-induced liver injury: Challenges and future perspectives. 2020;10:1667.
26. Arsik I, Frediani JK, Frezza D, Chen W, Ayer T, Keskinocak P, et al. Alanine aminotransferase as a monitoring biomarker in children with nonalcoholic fatty liver disease: a secondary analysis using TONIC trial data. 2018;5(6):64.
27. Liu C-Y, Yao J, Kovacs WC, Shrader JA, Joe G, Ouwerkerk R, et al. Skeletal muscle magnetic resonance biomarkers in GNE myopathy. 2021;96(5):e798-e808.
28. Rehman T, Shabbir MA, Inam‐Ur‐Raheem M, Manzoor MF, Ahmad N, Liu ZW, et al. Cysteine and homocysteine as biomarker of various diseases. 2020;8(9):4696-707.