Полиферрин-А

Отзывы о практическом применении

 

Мультифункциональность и терапевтический потенциал лактоферрина.

Полиферрин-А - ветпрепарат, лекарственная форма – раствор для инъекций, содержит белок Лактоферрин (ЛФ), флакон 1 мл, 10 мг ЛФ/мл. При быстром введении в кровь ЛФ в норме уже через 5 минут транспортируется в печень, легкие и почки, мозг поэтому предпочтительно введение препарата через капельницу, добавляя полиферрин к физраствору. Период полураспада ЛФ в организме составляет 25 мин. В некоторых случаях препарат ЛФ вводится  внутримышечно или интраперитонально.

Структура

ЛФ является гликопротеином (80кДа), который относится к семейству трансферринов, связывающих железо сывороточных белков. ЛФ синтезируется эпителиальными клетками внутренних желез млекопитающих с последующей секрецией белка в слизистую легкого, желудочно-кишечного тракта и другие биологические жидкости организма (молоко, слюна, слеза и т.д.). В крови ЛФ накапливается во вторичных гранулах нейтрофилов и высвобождается из этих клеток вместе с другими защитными белками и пептидами при воспалительном процессе. Молекула ЛФ имеет два центра связывания ионов 3-х валентного железа.

Многофункциональность ЛФ

Белок ЛФ проявляет множественные защитные функции в организме и является ключевым компонентом врожденного иммунитета. Помимо непосредственного действия на инвазивные инфекционные агенты, ЛФ также обладает иммуномодуляционной активностью, регулируя пролиферацию и дифференциацию различных клеток несистемной и адаптивной иммунной системы, проявляет антиоксидантную активность, регулирует процесс воспаления и поддерживает гомеостаз в организме животного (Рисунок 1).

Рисунок 1. Известные ферментативные и биологические активности ЛФ.

Схема Антибактериальная активность ЛФ

Антибактериальные свойства ЛФ были открыты первыми, поэтому этот белок еще называют «природным антибиотиком».

Противомикробная активность определяется:

а) способностью молекулы ЛФ прочно связывать ионы железа (в 300 раз сильнее, чем переносчик железа трансферрин), что приводит к угнетению роста микроорганизмов, которым для развития необходимо свободное железо (бактериостатическая активность)
б) непосредственное взаимодействие ЛФ с клеткой патогена, что приводит к его гибели (бактериолитическая или бактерицидная активность).

Белок ЛФ взаимодействует с разнообразными микроорганизмами, например, Haemophillus influenzae, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Listeria monocytogenes, Legionella pneumophila, Mycobacterium tuberculosis, и т.д., в таблице 1 представлен расширенный список бактерий, которые инактивируются ЛФ.

Таблица 1.

Грамотрицательные бактерии

                Грамположительные бактерии

Escherichia coli

Bacillus cereus

Klebsiella pneumoniae

Circulans

Proteus vulgaris

Natto

Pseudomonas aeruginosa

Subtilis

Pseudomonas fluorescens

Clostridium paraputrifi cum

Salmonella enteritidis

perfringens

Montevideo

Corynebacterium ammoniagenes

Salford

Streptococcus bovis

Typhimurium

Enterococcus faecalis

Yersinia enterocolitica

Lactobacillus casei

 

Listeria monocytogenes

 

Trichosporon cutaneum

 

Staphylococcus aureus

При взаимодействии с Грам-негативными бактериями, молекула ЛФ связывается с мембранным липополисахаридом (ЛПС) клетки патогена вследствие чего нарушается проницаемость мембраны и клетка погибает. Более того, связываясь с ЛПС, ЛФ препятствует адгезии бактерии на биологические поверхности и  ингибирует образование бактериальных пленок – самой опасной стадии микробного заражения.

Клеточная стенка Грам-положительных микроорганизмов содержит много кислот, которые взаимодействуют с +заряженным ЛФ, что приводит к усилению эффекта на патоген как эндогенных белков несистемного иммунитета (например, лизоцима), так и антибиотиков.

Комбинированное применение Лактоферрина с антибиотиками.

Примеры подобного синергетического действия ЛФ с антибиотиками против различных патогенов (16- 84-кратное усиление эффекта подавления микроорганизма) представлены в таблице ниже:

Антибиотик + ЛФ

Патоген

Флюконазол

Candida sp.

Клотримазол, Кетоконазол, 

Флюконазол, Интраконазол

C. albicans

Цекропин A,  Ауреомицин

E. coli

Ауреомицин

S. aureus

Флюконазол, Интраконазол

C. albicans

Эритромицин

E. coli

Цефтазидим, Гентамицин

S. aureusE. coli

Ципрофлоксацин, норфлоксацин

E. coli

Миноциклин, Цистеин,

Ацилглицериды, β-Циклодекстрин

S. aureus

Метронидазол

Entamoeba histolytica

Низин,

E. coliS. epidermidis

Ампицилин

S. aureus

 
Наиболее эффективно комбинация ЛФ с антибиотиками проявляется при действии на резистентные штаммы, которые устойчивы к различным антибиотическим препаратам. Так, например, 15 штаммов Staphylococcus, которые встречаются при маститах коров и проявляют устойчивость к пенициллину, эффективно подавлялись при применении препарата ЛФ с бета-лактамными антибиотиками. Синергетический эффект ЛФ с амоксиллином  показан для двух амоксиллин-устойчивых штаммов Staphylococcus intermedius, которые были изолированы из собаки с хронической пиодермией. Штаммы Klebsiella pneumoniae, устойчивые к карбапенемам, подавлялись комбинацией ЛФ с антибиотиками гентамицин, тигециклин, рифампицин, клиндамицин и кларитромицин. Синергитический амебицидный эффект был показан для ЛФ с метронидазолом при обработки устойчивого к антибиотикам штамма Entamoeba histolytica.

Антивирусная активность ЛФ.

Антивирусный эффект ЛФ был впервые описан в 1994. К настоящему времени показано, что белок ЛФ проявляет активность против ДНК и РНК-содержащих вирусов, вирусов с оболочкой или без. Защита организма от вирусной инфекции осуществляется путем ингибирования процесса взаимодействия вируса с клеточной поверхностью и его внедрения в цитоплазму, тем самым делая невозможным последующую внутриклеточную репликацию патогена. Таким образом, лактоферрин предотвращает проникновение вирусов в клетки и инфекция остановливается на ранней стадии. В случае с вирусом гриппа, ЛФ не конкурирует с вирусной частицей за места рецепции на клеточной мембране, но он снижает интенсивность воспалительного процесса и облегчает течение вирусной инфекции. Ниже перечислены несколько хорошо изученных механизмов, обеспечивающих антивирусную активность ЛФ:

А) Молекула ЛФ связывает и блокирует вирусные рецепторы на поверхности клетки-мишени, такие как глюкозоаминогликаны, особенно гепаран сульфат.
Б)  В ряде случаев ЛФ связывается с белками вирусного капсида, которые отвечают за адсорбцию с мембранной клетки-хозяина.
С) ЛФ активирует фагоцитарную активность макрофагов в очаге вирусной инвазии, а также усиливает защитную реакцию лимфоцитов ТН1, которые секретируют антивирусные цитокины.

В таблице 2 представлен список вирусов, подавляемых белком ЛФ в in vitro и in vivo экспериментах.

Таблица 2.

Вирусы

Adenovirus

Hantavirus

Japanese Encephalitis Virus

Respiratory Syncytial Virus (RSV) and Parainfluenza Virus (PIV)

Picornavirus

Human Hepatitis B Virus (HBV)

Rotavirus

Friend Virus Complex (FVC)

Feline Calicivirus (FCV)

Human Immunodeficiency (HIV)

Human Papillomavirus (HPV)

Human Hepatitis C Virus (HCV)

Alphavirus

Herpesvirus

 

Противогрибковая и антипаразитическая активность ЛФ.

Получено много результатов по ингибиторной активности ЛФ против дрожжевой и плесневой фитофторы. Особенно много работ показывают на синергизм действия антигрибковых фармпрепаратов с белком ЛФ. В практическом плане интересно применение ЛФ при кандидозах, когда штаммы Candida albicans и glabrata, которые вызывают опасные легочные микозы, ингибировались препаратом ЛФ при концентрации 10 мкг/мл.

К настоящему времени антипаразитическая активность ЛФ изучена недостаточно. Исследования с токсоплазмозами показывают, что размножение паразита подавлялось апоЛФ, безжелезистой формой ЛФ, которая связывала свободное железо в тканей. С другой стороны, Trichomonas foetus и Trichomonas vaginalis оказались способны отбирать ионы железа у белка ЛФ. Тем не менее, ЛФ усиливал пролиферацию клеток Т CD4+лимфоцитов, которые, в свою очередь, участвовали в подавлении паразитарной инфекции. В любом случае, необходимы дальнейшие исследования для изучения взаимодействия ЛФ с паразитами.

Антиканцерная активность ЛФ.

Именно при изучении этой активности наглядно демонстрируется многофункциональность молекулы ЛФ. Ниже представлены механизмы, которые определяют противоопухолевую активность ЛФ:

А) Дифференциация клеток и изменение клеточной мембраны.
Б) Индуцирование апоптоза и ингибирование клеточного цикла.
С) Клеточная иммуномодуляция, антиангиогениновая активность.
Д) Ингибирование метастазов и клеточный некроз.

Надо учитывать, что молекулярный механизм прямого и опосредованного действия ЛФ на клетки, изучен еще недостаточно полно, но уже сейчас понятно, что активности, которые проявляет ЛФ против раковых клеток, зависят от типа опухоли и стадии ее развития. Дополнительно ЛФ позиционируют, как химиопротектор и адъювант при использовании противоопухолевых препаратов. В in vivo экспериментах было показано, что введение ЛФ в кровь животных с химически индуцируемым раком, приводило к уменьшению размера опухоли, причем этот эффект усиливался при совместном введении ЛФ с антиканцерными препаратами. Самым первым изученным эффектом ЛФ на опухоль является его хелатная активность. Свободное железо в тканях вызывает окислительный стресс молекул ДНК что активирует процесс канцерогенеза, тогда как белок ЛФ (его апоформа) на тканевом уровне связывает избыток железа и ингибирует этот процесс. Антиканцерная активность ЛФ значительно выше у иммунокомпетентных животных, чем у иммунодефицитных.

Лактоферрин как адьювант.

Известно, что современная химио и радиотерапия онкологических заболеваний имеет негативные побочные  эффекты, которые  вызывают подавление иммунной системы организма, разрушение генетического материала и ингибирование механизмов репликации. В этом случае ЛФ, как было установленно, является идеальным адьювантом при традиционной терапии, который блокирует побочное действие фармпрепаратов на иммунитет, активирует репарацию ДНК, а также усиливает терапевтический эффект, угнетая рост опухоли. При этом антагонизм ЛФ и известных антиканцерных препаратов не наблюдается. 

В качестве адьюванта ЛФ может вводиться с препаратом совместно или отдельно,  перорально, внутримышечно, или внутривенно.

Модуляция воспалительного процесса белком ЛФ.

Видимой реакцией организма на инвазивные заболевания или внутренние болезни является воспаление. Во время нормально протекающего процесса воспаления в организме происходит ряд физиологических изменений, которые направлены на то, чтобы устранить раздражитель и восстановить ткани. Во время обострения воспаления возможны абсцесс, сепсис и гибель организма. ЛФ активно участвует на всех этапах воспалительного процесса. На начальном этапе инфекции или во время травмы активируется защитная система макрофагов/моноцитов. Эти клетки продуцируют воспалительные медиаторы (цитокины и хемокины), которые активируют продуцирование новых нейтрофилов и вызывают дегрануляцию зрелых нейтрофилов в очаге воспаления. ЛФ, который освобождается из вторичных гранул, начинает взаимодействовать с патогеном, связывать ЛПС и железо, которые освобождаются при разрушении клеток и тканей.

рисунок 2

Помимо ЛФ (на схеме LTF – лактотрансферрин, одно из названий ЛФ), во время дегрануляции нейтрофилов, в очаг воспаления выделяются другие молекулы, которые относятся к врожденному иммунитету (лизоцим, миелопероксидаза, дефенсины, и др). Вместе с неспецифическими иммунными клетками, такими, как макрофаги, нейтрофилы и дендридные клетки все эти белки обеспечивают первую линию защиты организма во время микробного или немикробного воспаления. В процессе воспаления уровень ЛФ в биологических жидкостях организма животного значительно возрастает. Особенно это заметно для плазмы крови, где при нормальных условиях концентрация ЛФ составляет 0.4-2 мг/л, а при воспалении и остром сепсисе может возрастать в очаге воспаления до 200 мг/л. Но, помимо прямого участия в воспалительном процессе, молекула ЛФ модулирует синтез различных межклеточных факторов – медиаторов воспаления.

Так, при остром воспалении, ЛФ связывается с рецептором моноцитов CD14 (рис.3), тем самым aктивируя транскрипцию фактора NF-kB, который индуцирует гены различных медиаторов для мобилизации и вовлечении различных иммунных клеток в воспаление. На рисунке 3 показан механизм активации транскрипции различных белков молекулой ЛФ.

Рисунок 3. Взаимодействие ЛФ с клеточными рецепторами с опосредованной передачей сигнала транскрипции различных факторов.

рисунок 3

ЛФ (на схеме LTF – лактотрансферрин, одно из названий ЛФ) связывается со специфическими рецепторами многих иммунных клеток, включая нейтрофилы, моноциты, макрофаги, лимфоциты, а также с рецепторами эпителиальных клеток и передает внутриклеточный сигнал для активации ядерного фактора NF-kB.

Более того, ЛФ сам может проникать в клетку через рецептор-опосредованный механизм и выполнять функцию эффектора для ряда генов.

Модуляционный эффект ЛФ определяется его способностью, как первичного медиатора воспаления, активировать провоспалительные факторы (TNF-a, IL-1, IL-6, IL-8, IL-18), и наоборот, вызывать повышенную экспрессию антивоспалительных агентов, подавляя синтез провоспалительных,  при остром воспалительном процессе, сепсисе. Так, было наглядно показано, что ЛФ, вводимый интраперитонально, эффективно защищал животных от некротических энтероколитов и сепсиса.

Основные активности ЛФ, которые этот белок проявляет при воспалении:

- Атака инвазивных микроорганизмов.
- Связывание энтеротоксина ,который освобождается при лизисе патогенов.
- Образование комплекса с ионами железа, которые появляются при лизисе клеток.
- Пролиферация и активация иммунных клеток.
- Модуляция синтеза провоспалительных и антивоспалительных медиаторов.

Регенеративные свойства ЛФ.

Многие исследования демонстрируют регенеративные активности ЛФ в различных тканях. Было показано, что ЛФ является наиболее сильным активатором пролиферации остеобластов и ингибитором апоптоза этих клеток и остеокластергенеза. Опыты на  мышах и клинические испытания показали, что введение ЛФ приводило к повышению плотности костной ткани и ее резистентности. Это указывает на возможность использования препарата ЛФ для лечения переломов и остеопороза.

Для мягких тканей было установлено, что ЛФ активно участвует в ранезаживляющем процессе на стадии воспаления и последующей эпителизации. ЛФ способствует пролиферации и миграции  фибробластов и кератиноцитов и усиливает синтез компонентов межклеточного матрикса – коллагена и гиалуроной кислоты.                  Терапевтические потенции ЛФ при заживлении ран очень привлекательны. При регенерации тканей ЛФ активирует синтез IL18, который является ключевым компонентом при заживлении ран и модулятором синтеза колонийстимулирующего фактора GMCSF, участвующего в ранних процессах регенерации кожи.

Терапевтический спектр возможного применения препарата на основе ЛФ:

Травмы, инвазивные инфекции, постоперационные осложнения, острые воспаления, злокачественные новообразования  – вот неполный перечень заболеваний, где можно применять ЛФ (Полиферрин-А).

 

Список литературы:

Kruzel ML, Zimecki M, Actor JK.
Front Immunol. 2017 Nov 6;8:1438.
Wang B, Timilsena YP, Blanch E, Adhikari B.
Crit Rev Food Sci Nutr. 2017 Sep 21:1-17.
Rosa L, Cutone A, Lepanto MS, Paesano R, Valenti P.
Int J Mol Sci. 2017 Sep 15;18(9
Demmelmair H, Prell C, Timby N, Lönnerdal B.
Nutrients. 2017 Jul 28;9(8). pii: E817.
Arias M, Hilchie AL, Haney EF, Bolscher JG, Hyndman ME, Hancock RE, Vogel HJ.
Biochem Cell Biol. 2017 Feb;95(1):91-98.
Chaudhary S, Kanwar RK, Kanwar JR.
Curr Top Med Chem. 2017 Jun 7;17(18):2100-2111
Звоните нам
наш Адрес:
119331, г. Москва, просп. Вернадского, д.29, этаж 5, комн. 20, офис 17.
График работы:
Пн-Пт с 9:00 до 18:00
Сб-Вс с 10:00 до 17:00