Резюме
Съвременните методи за лечение на клетъчни и органни патологии са изключително разнообразни и непрекъснато се развиват, надхвърляйки употребата на лекарства, базирани на химическо взаимодействие с биологични цели за нормализиране на функциите на системата. Тъй като фармакологичните подходи често са несъстоятелни, последните стратегии в терапията на различни патологични състояния представляват особен интерес чрез въвеждане в организма на някаква жива система или нейните компоненти, по-специално бактерии или изолирани субклетъчни структури като митохондрии. Този преглед описва най-интересните и оригинални примери за терапия с използване на бактерии и митохондрии, които в перспектива могат драстично да променят нашите виждания за принципите за лечение на много заболявания. По този начин анализираме такива терапевтични ефекти от гледна точка на приликите между митохондриите и бактериите като еволюционните предци на митохондриите.
Това е визуализация на абонаментното съдържание, влезте, за да проверите достъпа.
Опции за достъп
Купете единична статия
Незабавен достъп до пълната статия PDF.
Изчисляването на данъка ще бъде финализирано по време на плащане.
Препратки
Световна здравна организация (2017) Годишен доклад.
Nugent, R., Black, E. и Beith, A. (2010) Състезанието срещу резистентност към наркотици (Доклад на Работната група на Центъра за глобално развитие за резистентност към наркотици; https://www.cgdev.org/publication/race-against-drugresistance).
Ullah, I., Subbarao, R. B. и Rho, G. J. (2015) Човешки мезенхимни стволови клетки - съвременни тенденции и бъдещи перспективи, Biosci. Представител., 35, 1–18.
Sinha, M., Jang, YC, Oh, J., Khong, D., Wu, EY, Manohar, R., Miller, C., Regalado, SG, Loffredo, FS, Pancoast, JR, Hirshman, MF, Lebowitz, J., Shadrach, JL, Cerletti, M., Kim, MJ, Serwold, T., Goodyear, LJ, Rosner, B., Lee, RT и Wagers, AJ (2014) Възстановяването на системни нива на GDF11 обръща свързаните с възрастта дисфункция в скелетните мускули на мишката, Наука, 344, 649–652.
Hodgkinson, C. P., Bareja, A., Gomez, J. A. и Dzau, V. J. (2016) Възникващи концепции в паракринните механизми в регенеративната сърдечно-съдова медицина и биология, Кръг. Рез., 118, 95–107.
Menasche, P. и Vanneaux, V. (2016) Стволови клетки за лечение на сърдечна недостатъчност, Curr. Рез. Превод Med., 64, 97–106.
Horowitz, A. M., и Villeda, S. A. (2017) Терапевтичен потенциал на системните стратегии за подмладяване на мозъка при невродегенеративно заболяване, F1000Изследване, 6, 1291.
Tsuruhara, A., Aso, K., Tokuhara, D., Ohori, J., Kawabata, M., Kurono, Y., McGhee, JR и Fujihashi, K. (2017) Подмладяване на имуносесенцията на лигавицата от мастна тъкан- производни мезенхимни стволови клетки, Международна Имунол., 29, 5–10.
Попков, В. А., Силачев, Д. Н., Янкаускас, С. С., Зорова, Л. Д., Певзнер, И. Б., Бабенко, В. А., Плотников, Е. Й. и Зоров, Д. Б. (2016) Молекулярни и клетъчни взаимодействия между майката и плода. Бременността като подмладяващ фактор, Биохимия (Москва), 81, 1480–1487.
Neves, J., Sousa-Victor, P. и Jasper, H. (2017) Подмладяващи стратегии за терапии на основата на стволови клетки при стареене, Клетъчна стволова клетка, 20., 161–175.
Плотников, Е.Й., Силачев, Д.Н., Попков, В.А., Зорова, Л.Д., Певзнер, И.Б., Зоров, С.Д., Янкаускас, С.С., Бабенко, В.А., Сухих, Г.Т., и Зоров, Д.Б. (2017) Междуклетъчно кръстосано сигнализиране: до убий, да лекува и да се подмладява, Heart Lung Circ., 26, 648–659.
Мечников, И. (1915) Изследвания за човешката природа [на руски], Научное слово, Москва.
Young, V. B. (2017) Ролята на микробиома в човешкото здраве и болести: въведение за клиницистите, BMJ, 356, j831.
Tang, W. H. W., Kitai, T., и Hazen, S. L. (2017) Чревна микробиота в сърдечно-съдовото здраве и заболявания, Кръг. Рез., 120, 1183–1196.
Зоров, Д. Б., Плотников, Е. Й., Силачев, Д. Н., Зорова, Л. Д., Певзнер, И. Б., Зоров, С. Д., Бабенко, В. А., Янкаускас, С. С., Попков, В. А. и Савина, П. С. (2014) Микробиота и митобиота. Поставяне на знак за равенство между митохондриите и бактериите, Биохимия (Москва), 79, 1017–1031.
Schwartz, R. F., Neu, J., Schatz, D., Atkinson, M. A. и Wasserfall, C. (2007) Коментар: Brugman, S., et al. (2006) Лечението с антибиотици частично предпазва от диабет тип 1 при биологично развъждащи се плъхове, склонни към диабет. Чревната флора участва ли в развитието на диабет тип 1? Диабетология, 50, 220–221.
Cani, PD, Bibiloni, R., Knauf, C., Waget, A., Neyrinck, AM, Delzenne, NM и Burcelin, R. (2008) Промени в чревната микробиота контролират метаболитно ендотоксиемично възпаление при диета с високо съдържание на мазнини -индуцирано затлъстяване и диабет при мишки, Диабет, 57, 1470–1481.
Cani, PD, Neyrinck, AM, Fava, F., Knauf, C., Burcelin, RG, Tuohy, KM, Gibson, GR и Delzenne, NM (2007) Селективно повишаване на бифидобактериите в чревната микрофлора подобрява диетата с високо съдържание на мазнини -индуциран диабет при мишки чрез механизъм, свързан с ендотоксемия, Диабетология, 50, 2374–2383.
Bukowska, H., Pieczul-Mroz, J., Jastrzebska, M., Che? Stowski, K. и Naruszewicz, M. (1998) Намаляване на нивата на фибриноген и LDL-холестерол при допълване на диетата с Lactobacillus plantarum при пациенти с умерено повишен холестерол, Атеросклероза, 137, 437–438.
Shimizu, K., Ogura, H., Goto, M., Asahara, T., Nomoto, K., Morotomi, M., Yoshiya, K., Matsushima, A., Sumi, Y., Kuwagata, Y., Tanaka, H., Shimazu, T., и Sugimoto, H. (2006) Променена чревна флора и околна среда при пациенти с тежка SIRS, J. Травма, 60, 126–133.
Maejima, K., Deitch, E. A. и Berg, R. D. (1984) Бактериална транслокация от стомашно-чревния тракт на плъхове, получаващи термично увреждане, Инфектирайте. Имун., 43, 6–10.
Maejima, K., Deitch, E. и Berg, R. (1984) Насърчаване чрез изгаряне на стреса на транслокацията на бактерии от стомашно-чревния тракт на мишки, Арх. Surg., 119, 166–172.
LeVoyer, T., Cioffi, W. G., Pratt, L., Shippee, R., McManus, W. F., Mason, A. D., Jr. и Pruitt, B. A., Jr. (1992) Промени в чревната пропускливост след термично увреждане, Арх. Surg., 127, 26–30.
Bolte, E. R. (1998) Аутизъм и клостридий тетани, Med. Хипотези, 51, 133–144.
Finegold, SM, Molitoris, D., Song, Y., Liu, C., Vaisanen, M.-L., Bolte, E., McTeague, M., Sandler, R., Wexler, H., Marlowe, EM, Collins, MD, Lawson, PA, Summanen, P., Baysallar, M., Tomzynski, TJ, Read, E., Johnson, E., Rolfe, R., Nasir, P., Shah, H., Haake, DA, Manning, P. и Kaul, A. (2002) Изследвания на стомашно-чревната микрофлора при аутизъм с късен старт, Clin. Инфектирайте. Дис., 35, S6 – S16.
McKeever, TM, Lewis, SA, Smith, C., Collins, J., Heatlie, H., Frischer, M. и Hubbard, R. (2002) Ранно излагане на инфекции и антибиотици и честота на алергични заболявания: Кохортно проучване при раждане с база данни за изследвания на общата практика на Уест Мидландс, J. Allergy Clin. Имунол., 109, 43–50.
Zhu, W., Wang, Z., Tang, W. H. W. и Hazen, S. L. (2017) Генетично генерираният от микробите триметиламин N-оксид от диетичен холин е протромботичен при субекти, Тираж, 135, 1671–1673.
Zhu, W., Gregory, JC, Org, E., Buffa, JA, Gupta, N., Wang, Z., Li, L., Fu, X., Wu, Y., Mehrabian, M., Sartor, RB, McIntyre, TM, Silverstein, RL, Tang, WHW, DiDonato, JA, Brown, JM, Lusis, AJ и Hazen, SL (2016) Чревният микробен метаболит TMAO повишава хиперреактивността на тромбоцитите и риска от тромбоза, Клетка, 165, 111–124.
Wang, Z., Klipfell, E., Bennett, BJ, Koeth, R., Levison, BS, Dugar, B., Feldstein, AE, Britt, EB, Fu, X., Chung, YM, Wu, Y., Schauer, P., Smith, JD, Allayee, H., Tang, WH, DiDonato, JA, Lusis, AJ и Hazen, SL (2011) Метаболизмът на чревната флора на фосфатидилхолина насърчава сърдечно-съдовите заболявания, Природата, 472, 57–63.
Kelly, J. R., Kennedy, P. J., Cryan, J. F., Dinan, T. G., Clarke, G. и Hyland, N. P. (2015) Разрушаване на бариерите: чревният микробиом, чревна пропускливост и психични разстройства, свързани със стреса, Front. Клетка. Невроски., 9,392.
Dinan, T. G. и Cryan, J. F. (2015) Въздействието на чревната микробиота върху мозъка и поведението, Curr. Становище. Clin. Nutr. Metab. Грижа, 18., 552–558.
Burnet, P. W. J. и Cowen, P. J. (2013) Психобиотиците подчертават пътищата към щастието, Biol. Психиатрия, 74, 708–709.
Moos, W. H., Faller, D. V., Harpp, D. N., Kanara, I., Pernokas, J., Powers, W. R. и Steliou, K. (2016) Микробиота и неврологични разстройства: чувство на червата, Биорес. Свободен достъп, 5, 137–145.
Severance, E. G., Prandovszky, E., Castiglione, J. и Yolken, R. H. (2015) Гастроентерологични проблеми при шизофрения: защо червата има значение, Curr. Психиатрия Rep., 17,27.
Borody, T. J., Warren, E. F., Leis, S. M., Surace, R., Ashman, O. и Siarakas, S. (2004) Бактериотерапия с използване на фекална флора: игра с човешки движения, J. Clin. Гастроентерол., 38, 475–483.
Russell, G., Kaplan, J., Ferraro, M. и Michelow, I. C. (2010) Фекална бактериотерапия за рецидивираща инфекция с Clostridium difficile при дете: предложен протокол за лечение, Педиатрия, 126, e239–242.
Bodean, O., Munteanu, O., Cirstoiu, C., Secara, D. и Cirstoiu, M. (2013) Пробиотици - полезна допълнителна терапия за бактериална вагиноза, J. Med. Живот, 6, 434–436.
Willis, AR, Moore, C., Mazon-Moya, M., Krokowski, S., Lambert, C., Till, R., Mostowy, S. и Sockett, RE (2016) Инжекциите на хищни бактерии работят заедно с гостоприемника имунни клетки за лечение на инфекция с шигела при ларви на данио, Curr. Biol., 26, 3343–3351.
Cohen, JE, Goldstone, AB, Paulsen, MJ, Shudo, Y., Steele, AN, Edwards, BB, Patel, JB, MacArthur, JW, Jr., Hopkins, MS, Burnett, CE, Jaatinen, KJ, Thakore, AD, Farry, JM, Truong, VN, Bourdillon, AT, Stapleton, LM, Eskandari, A., Fairman, AS, Hiesinger, W., Esipova, TV, Patrick, WL, Ji, K., Shizuru, JA и Woo, YJ (2017) Иновативна биологична система за фотонен миокард в исхемичното сърце, Sci. Adv., 3, e1603078.
Koyanagi, М., Brandes, R. P., Haendeler, J., Zeiher, A. M. и Dimmeler, S. (2005) Клетъчна връзка с клетки на ендотелни прогениторни клетки със сърдечни миоцити чрез нанотръби: нов механизъм за промяна на съдбата на клетките? Кръг. Рез., 96, 1039–1041.
Плотников, Е.Й., Хряпенкова, Т.Г., Василева, А.К., Марей, М.В., Галкина, С.И., Исаев, Н.К., Шевал, Е.В., Поляков, В.Й., Сухих, Г.Т., и Зоров, Д.Б. (2008) Кръстосана клетка към клетка разговор между мезенхимни стволови клетки и кардиомиоцити в съвместната култура, J. Cell. Мол. Med., 12, 1622–1631.
Плотников, Е. Й., Хряпенкова, Т. Г., Галкина, С. И., Сухих, Г. Т. и Зоров, Д. Б. (2010) Пренос на цитоплазма и органела между мезенхимни мултипотентни стромални клетки и бъбречни тубуларни клетки в съвместната култура, Опит Резолюция на клетката., 316, 2447–2455.
Babenko, VA, Silachev, DN, Zorova, LD, Pevzner, IB, Khutornenko, AA, Plotnikov, EY, Sukhikh, GT и Zorov, DB (2015) Подобряване на терапевтичната сила след инсулт на мезенхимни мултипотентни стромални клетки чрез кокултивиране с кортикални неврони: ролята на кръстосаните препратки между клетките, Стволови клетки Transl. Med., 4, 1011–1020.
Rustom, A., Saffrich, R., Markovic, I., Walther, P. и Gerdes, H.-H. (2004) Нанотръбни магистрали за междуклетъчен транспорт на органели, Наука, 303, 1007–1010.
Vallabhaneni, K. C., Haller, H. и Dumler, I. (2012) Съдовите гладкомускулни клетки инициират пролиферация на мезенхимни стволови клетки чрез митохондриален трансфер чрез тунелиране на нанотръби, Стволови клетки Dev., 21., 3104–3113.
Acquistapace, A., Bru, T., Lesault, P.-F., Figeac, F., Coudert, AE, Le Coz, O., Christov, C., Baudin, X., Auber, F., Yiou, R., Dubois-Rande, JL и Rodriguez, AM (2011) Човешки мезенхимни стволови клетки препрограмират възрастни кардиомиоцити към състояние, подобно на предшественик чрез частично клетъчно сливане и трансфер на митохондрии, Стволови клетки, 29, 812–824.
Han, H., Hu, J., Yan, Q., Zhu, J., Zhu, Z., Chen, Y., Sun, J. и Zhang, R. (2016) Мезенхимни стволови клетки, получени от костен мозък спасяване на ранени клетки H9c2 чрез прехвърляне на непокътнати митохондрии чрез тунелни нанотръби в in vitro симулиран модел на исхемия/реперфузия, Мол. Med. Представител., 13, 1517–1524.
Wang, X., и Gerdes, H.-H. (2015) Трансфер на митохондрии чрез тунелни нанотръби спасява апоптотичните PC12 клетки, Клетъчната смърт се различава., 22., 1181–1191.
Islam, MN, Das, SR, Emin, MT, Wei, M., Sun, L., Westphalen, K., Rowlands, DJ, Quadri, SK, Bhattacharya, S. и Bhattacharya, J. (2012) Митохондриален трансфер от стромални клетки, получени от костен мозък, до белодробни алвеоли предпазва от остро нараняване на белите дробове, Нат. Med., 18., 759–765.
Li, X., Zhang, Y., Yeung, SC, Liang, Y., Liang, X., Ding, Y., Ip, MS, Tse, HF, Mak, JC и Lian, Q. (2014) Mitochondrial трансфер на индуцирани плурипотентни стволови клетки получени мезенхимни стволови клетки към епителните клетки на дихателните пътища отслабва причиненото от цигарен дим увреждане, Am. J. Respir. Клетка. Мол. Biol., 51, 455–465.
Ahmad, T., Mukherjee, S., Pattnaik, B., Kumar, M., Singh, S., Kumar, M., Rehman, R., Tiwari, BK, Jha, KA, Barhanpurkar, AP, Wani, MR, Roy, SS, Mabalirajan, U., Ghosh, B. и Agrawal, A. (2014) Miro1 регулира междуклетъчния митохондриален транспорт и засилва ефикасността на спасяването на мезенхимни стволови клетки, EMBO J., 33, 994–1010.
Prockop, D. J. (2012) Митохондрии на помощ, Нат. Med., 18., 653–654.
McCully, J. D., Levitsky, S., Del Nido, P. J. и Cowan, D. B. (2016) Митохондриална трансплантация за терапевтична употреба, Clin. Превод Med., 5,16.
Otsu, К., Das, S., Houser, S. D., Quadri, S. K., Bhattacharya, S. и Bhattacharya, J. (2009) Концентрационно зависимо инхибиране на ангиогенезата от мезенхимни стволови клетки, Кръв, 113, 4197–4205.
Mizuno, Y., Ohta, S., Tanaka, M., Takamiya, S., Suzuki, K., Sato, T., Oya, H., Ozawa, T., и Kagawa, Y. (1989) Недостатъци в комплекс I субединици на дихателната верига при болестта на Паркинсон, Biochem. Biophys. Рез. Общ., 163, 1450–1455.
Onopiuk, M., Brutkowski, W., Wierzbicka, K., Wojciechowska, S., Szczepanowska, J., Fronk, J., Lochmuller, H., Gorecki, DC, и Zablocki, K. (2009) Мутация в дистрофин -кодиращ ген влияе върху енергийния метаболизъм в миши миобласти на мишки, Biochem. Biophys. Рез. Общ., 386, 463–466.
Браунвалд, Е. и Клонер, Р. А. (1985) Реперфузия на миокарда: нож с две остриета? J. Clin. Инвестирам., 76, 1713–1719.
Aygok, G. A., Marmarou, A., Fatouros, P., Kettenmann, B. и Bullock, R. M. (2008) Оценка на митохондриалното увреждане и церебралния кръвен поток при пациенти с тежко мозъчно увреждане, Acta Neurochir. Доп., 102, 57–61.
Lotze, MT, Zeh, HJ, Rubartelli, A., Sparvero, LJ, Amoscato, AA, Washburn, NR, Devera, ME, Liang, X., Tor, M., и Billiar, T. (2007) Благодарните мъртви: молекулите с молекулен модел на увреждане и намаляването/окисляването регулират имунитета, Имунол. Преп., 220, 60–81.
Zhang, Q., Raoof, M., Chen, Y., Sumi, Y., Sursal, T., Junger, W., Brohi, K., Itagaki, K. и Hauser, CJ (2010) Циркулиращи митохондриални DAMP причиняват възпалителни реакции при нараняване, Природата, 464, 104–107.
Krysko, O., Love Aaes, T., Bachert, C., Vandenabeele, P. и Krysko, D. V. (2013) Много лица на DAMP в терапията на рака, Клетъчна смърт Dis., 4, e631.
Levron, J., Willadsen, S., Bertoli, M. и Cohen, J. (1996) Развитието на миши зиготи след сливане със синхронна и асинхронна цитоплазма, Хъм. Reprod., 11., 1287–1292.
Cohen, J., Scott, R., Schimmel, T., Levron, J. и Willadsen, S. (1997) Раждане на бебе след прехвърляне на ядрена донорна ооцитна цитоплазма в реципиентни яйца, Лансет, 350, 186–187.
Zhang, J., Zhuang, G., Zeng, Y., Grifo, J., Acosta, C., Shu, Y. и Liu, H. (2016) Бременност, получена от човешки зиготен пронуклеарен трансфер при пациент, който е имал арестувани ембриони след IVF, Reprod. Biomed. На линия, 33, 529–533.
Callaway, E. (2016) Ембрионите от три души може да не успеят да победят мутантните митохондрии, Природата, 533, 445–446.
Clark, M. A. и Shay, J. W. (1982) Митохондриална трансформация на клетки от бозайници, Природата, 295, 605–607.
Yang, Y.-W. и Koob, M. D. (2012) Прехвърляне на изолирани митохондрии в клетки на тъканна култура, Нуклеинови киселини Res., 40, e148 – e148.
Gollihue, J. L., и Rabchevsky, A. G. (2017) Перспективи за терапевтична митохондриална трансплантация, Митохондрия, 35, 70–79.
Gollihue, J. L., Patel, S. P., Mashburn, C., Eldahan, K. C., Sullivan, P. G. и Rabchevsky, A. G. (2017) Оптимизиране на техниките за изолация на митохондриите за интраспинални трансплантационни процедури, J. Neurosci. Методи, 287, 1–12.
Информация за автора
Принадлежности
Московски държавен университет "Ломоносов", Факултет по биоинженерство и биоинформатика, 119991, Москва, Русия
В. А. Попков, С. Д. Зоров, Н. В. Андрианова и В. А. Бабенко
Московски държавен университет "Ломоносов", Институт по физико-химична биология "Белозерски", 119991, Москва, Русия
В. А. Попков, Е. Й. Плотников, Д. Н. Силачев, Л. Д. Зорова, И. Б. Певзнер, С. С. Янкаускас и Д. Б. Зоров
Можете също да търсите този автор в PubMed Google Scholar
Можете също да търсите този автор в PubMed Google Scholar
Можете също да търсите този автор в PubMed Google Scholar
Можете също да търсите този автор в PubMed Google Scholar
Можете също да търсите този автор в PubMed Google Scholar
Можете също да търсите този автор в PubMed Google Scholar
Можете също да търсите този автор в PubMed Google Scholar
Можете също да търсите този автор в PubMed Google Scholar
Можете също да търсите този автор в PubMed Google Scholar
Можете също да търсите този автор в PubMed Google Scholar