¿Cómo se usa la biología evolutiva en la medicina moderna?

Para ser honesto, la pregunta es engañosamente difícil de responder, porque puedes atribuir todos los descubrimientos de la biología a la evolución de una manera u otra. Pero eso sería poco sincero de mi parte, así que me limitaré a seguir las formas tangibles en que se ha utilizado la biología evolutiva.

  • El descubrimiento del origen del VIH y otros virus y bacterias de importancia medicinal se debe enteramente a la teoría de la evolución, que nos proporcionó un marco lógico para construir las filogenias que conducen a la información. Eso también conduce a la cura de tales cosas: la evolución y las filogenias nos permiten ver qué áreas se conservan en la biología de estos virus y bacterias, lo que nos da objetivos principales para interrumpir.
  • En una línea similar, la investigación de parásitos que infectan humanos está completamente fundada en una base evolutiva. El ciclo de vida del parásito no solo se estudia desde la perspectiva de la historia natural, sino también desde la perspectiva evolutiva, con el fin de rastrear cómo evolucionaron sus adaptaciones y, por lo tanto, estar mejor equipados para luchar contra las criaturas.
  • Cada vez más, las personas con medicina evolutiva están examinando el cáncer de forma evolutiva, en el contexto de la selección: las células tumorales / cancerosas se consideran superan a las células / tejidos somáticos. Y los biólogos evolutivos han estado estudiando tales dinámicas durante décadas, y pueden aportar ideas sobre cómo controlar a los invasores.
  • En la búsqueda de medicamentos de fuentes naturales, la evolución se usa de forma rutinaria para descubrir dónde buscar. Por ejemplo, usted sabe que una determinada serpiente produce un veneno que potencialmente puede convertirse en una droga para aliviar el dolor. Pero la toxina precisa presente en esa especie de serpiente no es adecuada para la modificación química; entonces, usando la biología evolutiva, reconstruyes la filogenia del género / familia de la serpiente, y observas la versión de la toxina en la especie hermana, que podría ser más propensa a convertirse en una droga. Este es un campo de investigación especialmente activo (o lo será), especialmente con respecto a las esponjas.
  • La resistencia a los antibióticos es el caso clásico de la biología evolutiva práctica, como lo es toda nuestra agricultura.

Todos estos son ejemplos prácticos de medicina y campos relacionados con la medicina.
Para la biología general, la lista de descubrimientos habilitados por la evolución es interminable, porque en cierto sentido, la evolución es biología, es lo que une los campos dispares de la biología en un todo coherente. Sin eso, yo, como paleontólogo y zoólogo, no sería más que un tipo que mira a los animales y las rocas viejas. Con la evolución, soy el tipo que reconstruye la historia de la vida en la Tierra. Cada descubrimiento que hago es importante debido a la evolución.

Lo mismo para lo que los científicos se han inspirado en la biología evolutiva. No me importaría generalizar que todos nosotros, los biólogos evolutivos, nos hayamos inspirado en la evolución y sus productos. Lo mismo con zoólogos, paleontólogos, botánicos, etc.

La pregunta en el momento de esta respuesta fue:

Evolución: ¿Existe alguna solución curativa, de invención o médica que existiera principalmente con la ayuda (o la causa) de Evolution?

Esta es una pregunta interesante. El riesgo es que son interpretaciones realmente aburridas de la pregunta ‘como se indicó’ que conducen a respuestas simples como (“Sí. Sin evolución, la humanidad no habría desarrollado la capacidad de inventar cada tecnología médica”).

Primero, saquemos lo obvio del camino. Pruebas en animales. Las pruebas en animales no tendrían ninguna utilidad con respecto a la salud humana si los cerdos y los primates y las ratas no compartieran alguna bioquímica común con los humanos. Pero comparten cierta (¡alguna!) Bioquímica común con los humanos debido a antepasados ​​comunes. Debido a la evolución

Las respuestas comienzan a complicarse con el neodarwinismo posterior a Crick / Watson. Darwin acaba de decir: “Las variaciones suceden. Los más aptos sobreviven para reproducirse. Rinse-Wash-Repeat” (no del todo tan simple, pero cercano). El neodarwinismo dice: “¡Espera! ¡Herencia! ¡Por características hereditarias! ¡Mira! ¡Guisantes! ¡Llamaré a esos genes de características!”. Y entonces Crick / Watson dijo: “¡Esperen! ¡Esos genes! ¡En realidad podrían estar contenidos dentro de la molécula de ADN!”

Por lo tanto, suponiendo que todo esto se pueda capturar en el término “Evolución”, sigue lo siguiente más o menos.

[Algunas de las viñetas siguientes se han modificado, subconjunto y se han añadido algunos comentarios desde aquí:
http://www.talkorigins.org/index

No es mi sitio favorito, por cierto. Pero la página parecía contener un buen resumen de lo que estaba buscando.
]

La teoría evolutiva se ha puesto en práctica en varias áreas. Por ejemplo:

  • La bioinformática, una industria multimillonaria, consiste principalmente en la comparación de secuencias genéticas. El descenso con modificación es una de sus suposiciones más básicas.
  • Las enfermedades y plagas desarrollan resistencia a las drogas y pesticidas que utilizamos contra ellos. La teoría evolutiva se usa en el campo del manejo de la resistencia tanto en medicina como en agricultura.
  • La selección artificial (en la agricultura) se ha utilizado desde la prehistoria, pero se ha vuelto mucho más eficiente con la adición del mapeo del locus de rasgos cuantitativos.
  • El conocimiento de la evolución de la virulencia del parásito en las poblaciones humanas puede ayudar a orientar la política de salud pública.
  • La teoría de la asignación sexual, basada en la teoría de la evolución, se usó para predecir las condiciones bajo las cuales el pájaro kakapo, en gran peligro de extinción, produciría más crías hembras, lo que lo recuperó al borde de la extinción.

La carrera de armamentos que tenemos entre las bacterias resistentes a los antibióticos y los nuevos antibióticos nuevos es un ejemplo de evolución en las acciones.

La evolución dirigida permite la “reproducción” de moléculas o vías moleculares para crear o mejorar productos, algunos productos médicos, que incluyen:
enzimas
pigmentos
antibióticos
sabores
biopolímeros
cepas bacterianas para descomponer materiales peligrosos.

La evolución dirigida también se puede utilizar para estudiar el plegamiento y la función de las enzimas naturales

Secuestrar el metabolismo evolucionado de la levadura o la e coli para hacer que “fabrique” insulina para diabéticos es el resultado de la evolución de “secuestro alto”.

¿Tiene sentido? Si no es así, por favor hágamelo saber.

A todos los observadores: Tomé unas cuantas libertades técnicas en algunos párrafos anteriores para tratar de mantenerlo breve y evitar que me aleje de la pregunta central cuando la interpreté. Tómalo conmigo en los comentarios si quieres.

La evolución es un marco general que nos permite categorizar las relaciones entre especies, eventos pasados ​​e incluso la función de los órganos.

Por ejemplo, la neurociencia clasifica partes del cerebro por la evolución evolutiva de su “edad” o, en otras palabras, hace cuánto tiempo esa parte del cerebro divergió de los antepasados ​​que tenemos en común con otros animales. Así, unidades más universales como el miedo y la autopreservación tienden a estar en las partes “reptiles”, más profundas dentro del cerebro, mientras que las características humanas y de los primates se originan más en los lóbulos prefrontales y demás.

Aunque a veces es difícil ver si fue necesario hacer un descubrimiento, parece iluminar las cosas y hacerlas más fáciles de encontrar.

  • En biología, las relaciones entre las especies fueron hechas por la evolución en algo más que un catálogo de datos morfológicos, pero una cuestión de descendencia común. Las similitudes tenían una explicación además de las diferencias.
  • Explicaba la acumulación de rasgos por selección, particularmente cuando un rasgo tiene fuertes ventajas de supervivencia. Por ejemplo, los antibióticos crean un ambiente donde las bacterias con ciertos tipos de mutaciones tienden a sobrevivir mejor. Los seres humanos también hemos creado enormes diferencias en los rasgos genéticos de nuestros animales domésticos a través de la cría selectiva, lo que nos convierte en una poderosa presión selectiva en cierto sentido.
  • Creó un marco para ver y descubrir muchas cosas. Por ejemplo, cómo cada cambio generalmente tiene una compensación. Las bacterias resistentes a los antibióticos suelen ser más débiles que las cepas no resistentes en un entorno que carece de antibióticos. La evolución no siempre es una cuestión de mejorar con el tiempo sino optimizar para nichos específicos: sacar algo de ese nicho y no sobrevivir. Los osos de koala son lindos pero no sobreviven bien fuera de los eucaliptos.
  • La evolución describe qué sucede cuando los patógenos mutan. Cada año, se deben desarrollar nuevas vacunas contra la gripe porque los virus de la gripe cambian.
  • Michael Rose, un investigador avejentado, ha criado selectivamente moscas de la fruta para vivir más tiempo. Su enfoque fue inspirado por la evolución: las moscas de la fruta que se reproducen más tarde en la vida tienen que tener vidas más largas, por lo que seleccionó solo los huevos depositados más tarde en el ciclo de vida de la mosca de la fruta. Esto podría conducir al desarrollo de medicamentos que ayuden a los humanos a vivir más tiempo.
  • Comprender la evolución puede ayudar a entender por qué los antibióticos no deben ser utilizados en exceso, y por qué cualquier enfoque para curar enfermedades puede tener compensaciones a medida que los organismos desarrollan resistencia.
  • La evolución explica por qué la anemia de células falciformes es común en poblaciones de seres humanos donde prevalece la malaria: a pesar de ser negativa en circunstancias normales, tiene una presión de selección positiva en las regiones infestadas de malaria porque protege contra la malaria.

http://evolution.berkeley.edu/ev
http://en.wikipedia.org/wiki/Mic

Para ampliar uno de los puntos de Marc Srour, cada vez que le dan una receta para antibióticos, le dicen que tome toda la receta y que no se detenga temprano porque se siente bien. Esto se debe a que entendemos que las bacterias que lo infectan realmente incluyen una distribución de ADN muy similar pero ligeramente diferente. Los que aún están vivos cuando te sientes bien son la pequeña fracción que es más resistente al antibiótico. Si te paras antes de matarlos, pueden multiplicarse. Está criando selectivamente una cepa de bacterias más resistente a los antibióticos. Además de hacerte sentir peor en un momento, pueden diseminarse a la población general.

Por supuesto, esto no sucede todo el tiempo. Algunas veces las bacterias han sido asesinadas antes de que termine su receta. Las distribuciones aleatorias son, bueno, aleatorias. Pero hay suficientes personas que se detienen temprano, y una cantidad suficiente de esas personas contiene algunas bacterias resistentes, por lo que los nuevos antibióticos para las bacterias resistentes son un área de investigación urgente.

Sí, antibióticos.

En su lucha por competir, varios microorganismos producen químicos que matan a otros microorganismos. La penicilina es el ejemplo más famoso.


Aquí puede ver que el frotis de bacterias en zig zag no puede crecer cerca de la colonia de hongos blancos porque está protegido por la liberación de penicilina.

Numerosas variaciones de antibióticos han evolucionado en una “guerra de armas” en curso entre diferentes microorganismos.

Como dijo Dobzhansky, nada en biología tiene sentido sin la evolución.

En cuanto a “la teoría de la evolución”, si te refieres a que las cosas evolucionan, eso no es una teoría, es una observación: las cosas evolucionan. hay teorías al respecto, muchas de ellas.

¿Cómo afectaron a un campo dado? ¿De qué teoría estamos hablando? La eek punk probablemente no afectó a muchos. La “teoría” de los simios acuáticos dio mucha risa a mucha gente. Darwin es casi dolorosamente obvio. Según Darwin, un oso polar con un pelaje más grueso tendría más posibilidades de sobrevivir que uno sin pelo. Nunca escuché a nadie en serio argumentar que Drwin estaba básicamente equivocado, porque sería ridículo.

Entonces, ¿qué teoría?

Además de la gran cantidad habitual de antibióticos y de basar la mayor parte de nuestro descubrimiento de fármacos en los andamios obtenidos a partir de la guerra de mil millones de años entre los Euks y los Proks, los equipos de desarrollo de fármacos mejoran regularmente los medicamentos mediante la evolución dirigida.

Después del aislamiento inicial de un compuesto líder (que a su vez es una supervivencia del proceso de selección de aptitud), habrá varias rondas de maduración de proteínas que utilizarán: ¡la evolución!

Esencialmente, utilizando nuestro gen seleccionado, podemos crear variantes de ese gen que crea una diversidad de rasgos. A través de un proceso de selección , podemos enriquecer a los mutantes favorables. Dado que el fenotipo está conectado con el genotipo, esos rasgos son heredados por la próxima generación de mutantes.

Evolución dirigida
fuente: evolución dirigida

Usando este proceso, podemos seleccionar moléculas más seguras, más específicas y más eficaces. Utilizando una variedad de otros trucos, puede vincular una variedad de fenotipos a los genotipos, que es lo que hay que hacer un gran esfuerzo utilizando la síntesis química impulsada por el ADN y la selección in vitro . Los fármacos de ácido nucleico proporcionan una clase alternativa de fármacos en los que el fenotipo es equivalente al genotipo.

Casi todas y cada una de las terapias proteicas utilizadas como fármaco probablemente hayan pasado por este tipo de evolución dirigida antes del uso clínico.

Sí. Para empezar, la prevención de la hemofilia y el virus de la fuga anual, por no mencionar los antibióticos más nuevos que se están desarrollando químicamente en previsión de adaptaciones evolutivas predecibles por parte de los patógenos.

Pero déjame darte un descubrimiento más interesante. Sabemos desde hace mucho tiempo que la serpiente evolucionó de un ancestro común con lagartos modernos hace unos 70 millones de años. Las serpientes tienen veneno, veneno espectacular, pero no lagartijas, o al menos eso pensamos. Un biólogo evolutivo, razonando solo por su comprensión de la evolución, reconoció que los genes que producen veneno en la serpiente ya debían haber estado haciendo algo útil antes de la división, por lo que echó un vistazo más de cerca a los lagartos vivos que nunca antes, y adivina qué ? Encontró compuestos similares al veneno de serpiente que son utilizados por CIENTOS de especies de lagartos para ayudar a matar o digerir presas. Este es un ENORME descubrimiento que nadie había notado, a pesar de que algunos lagartos eran conocidos por tener mordeduras dolorosas y necróticas que se atribuyeron erróneamente a las bacterias. Ahí vas. El conocimiento es poder.

casi toda la medicina moderna se basa en la biología. sin teoría de la evolución no habría medicina moderna. virtualmente todas las vacunas, todos los antibióticos, todas las medicinas del corazón trasplantan todo lo que sabemos acerca de cómo el cuerpo humano es su cerebro, sus órganos, su química, su reproducción, está firmemente fundada en la teoría evolutiva básica sintética de la biología. lo que no existe basado en biología es una mejor pregunta.

Los antibióticos son un buen ejemplo de eso.

Los primeros antibióticos, como la penicilina, se tomaron directamente de hongos que habían evolucionado para producir compuestos antibacterianos para prevenir infecciones y reducir la competencia. Estos compuestos evolucionaron en paralelo a las bacterias que debían combatir.

Casi todas las hierbas y especias son defensas que las plantas han desarrollado para protegerse de ser comidos por animales e insectos. Los tomamos y los usamos en la cantidad apropiada para mejorar nuestra comida. Pero ellos evolucionaron como un mecanismo de defensa.