Мультифункциональность и терапевтический потенциал Лактоферрина

Антибактериальные свойства Лактоферрина были открыты первыми, поэтому этот белок еще называют «природным антибиотиком». Белок Лактоферрина взаимодействует с разнообразными микроорганизмами, например, Haemophillus influenzae, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Listeria monocytogenes, Legionella pneumophila, Mycobacterium tuberculosis, и т.д..

При взаимодействии с Грам-негативными бактериями, молекула Лактоферрина связывается с мембранным липополисахаридом (ЛПС) клетки патогена вследствие чего нарушается проницаемость мембраны и клетка погибает. Более того, связываясь с ЛПС, Лактоферрин 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 Лактоферрином, что приводит к усилению эффекта на патоген как эндогенных белков несистемного иммунитета (например, лизоцима), так и антибиотиков.

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

Помимо Лактоферрина (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 Лактоферрин в биологических жидкостях организма животного значительно возрастает. Особенно это заметно для плазмы крови, где при нормальных условиях концентрация Лактоферрина 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 Лактоферрина модулирует синтез различных межклеточных факторов – медиаторов воспаления.

Так, при остром воспалении, Лактоферрин связывается с рецептором моноцитов CD14, тем самым aктивируя транскрипцию фактора NF-kB, который индуцирует гены различных медиаторов для мобилизации и вовлечении различных иммунных клеток в воспаление.

Лактоферрин (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, Лактоферрин сам может проникать в клетку через рецептор-опосредованный механизм и выполнять функцию эффектора для ряда генов.

Модуляционный эффект Лактоферрина 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.