БЛОГ

ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕКОМБИНАНТНОГО ЛАКТОФЕРРИНА ЧЕЛОВЕКА И ЕГО ПРОИЗВОДНЫХ

ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕКОМБИНАНТНОГО ЛАКТОФЕРРИНА ЧЕЛОВЕКА И ЕГО ПРОИЗВОДНЫХ

Трубицина Т.П., Колоскова Е.М., Езерский В.А., Максименко С.В.,
Белова Н.В., Кутьин И.В., Рябых В.П.


ВНИИ физиологии, биохимии и питания животных - филиал ФНЦ
животноводства ВИЖ им. Л.К. Эрнста,
Боровск Калужской обл., Российская Федерация


В связи с появлением на мировом рынке трансгенных сельскохозяйственных животных (коз, коров), продуцирующих с молоком биологически активные белки человека, в том числе лактоферрин человека, активно обсуждаются вопросы по возможным направлениям развития этой области исследований и обеспечению безопасности применения получаемых продуктов. Как показывают многочисленные исследования, лактоферрин (человека и крупного рогатого скота, рекомбинантный и нативный), обладает большим терапевтическим потенциалом, который до настоящего времени практически не используется из-за дефицитности традиционного источника его получения (женское молоко в ранние сроки лактации) и низкого содержания в коровьем молоке.

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭффЕКТОВ РЕКОМБИНАНТНОГО ЛАКТОфЕРРИНА ЧЕЛОВЕКА НА ПРОЛИфЕРАЦИЮ И АПОПТОЗ РАКОВЫХ И ИММОРТАЛИЗИРОВАННЫХ КЛЕТОК

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭффЕКТОВ РЕКОМБИНАНТНОГО ЛАКТОфЕРРИНА ЧЕЛОВЕКА НА ПРОЛИфЕРАЦИЮ И АПОПТОЗ РАКОВЫХ И ИММОРТАЛИЗИРОВАННЫХ КЛЕТОК

1ГНУ «Институт генетики и цитологии НАН Беларуси»
Республика Беларусь, 220072, г. Минск, ул. Академическая, 27
2РУП «НПЦ НАН Беларуси по животноводству»
Республика Беларусь, 222160, г. Жодино, ул. Фрунзе, 11

Введение

Впервые лактоферрин (ЛФ) был обнаружен в молоке коров. Позже ЛФ был найден в клетках матки, в миелоидных клетках (особенно в гранулоцитах) и клетках мозга [1]. Первоначально ЛФ рассматривался как железосвязывающий белок молока с бактериостатическими свойствами. железо участвует в различных метаболических процессах, и регуляция его концентрации чрезвычайно важна. В частности, аномально высокое содержание железа приводит к повышенной продукции свобод ных радикалов, повреждающих белки и ДНК [2]. Кроме того, избыток железа приводит к активации микробного роста [3].

ПРИМЕНЕНИЕ ЛАКТОФЕРРИНА У НОВОРОЖДЕННЫХ. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИМЕНЕНИЕ ЛАКТОФЕРРИНА У НОВОРОЖДЕННЫХ. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

РезюмеГоспитальные инфекции представляют собой наиболее частую причину заболеваемости и летальности у недоношенных новорожденных в отделениях интенсивной терапии. Одним из направлений в области борьбы с госпитальными инфекциями является поиск безопасных и эффективных средств, адресно влияющих на лежащую в основе незрелость иммунитета недоношенных детей. Известно, что грудное молоко снижает частоту бактериемий и некротизирyющего энтероколита. Предполагается, что биомолекулы грудного молока, модифицируя кишечный микробиом, защищая слизистую кишечника и способствуя ее росту, позитивно влияют на становление местного иммунитета. Одной из таких молекул является белок лактоферрин (ЛФ). Антимикробное действие ЛФ обусловлено несколькими свойствами: он связывает железо, необходимое для роста бактерий, и предотвращает образование бактериальных биопленок; связывается с липополисахаридами клеточной стенки грамотрицательных бактерий, способствуя ее разрешению, а также обладает иммуномодулирующими свойствами. Авторы провели анализ международной литературы в базах данных PubMed, ClinicalKey, MedLine. Целью запросов была оценка результатов использования ЛФ у новорожденных.

СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЖИВОТНЫХ ПОД ВЛИЯНИЕМ ДЛИТЕЛЬНОГО ПРИЕМА РЕКОМБИНАНТНОГО ЛАКТОФЕРРИНА ЧЕЛОВЕКА В СОЧЕТАНИИ С АЛКОГОЛЬНОЙ ИНТОКСИКАЦИЕЙ

СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЖИВОТНЫХ ПОД ВЛИЯНИЕМ ДЛИТЕЛЬНОГО ПРИЕМА РЕКОМБИНАНТНОГО ЛАКТОФЕРРИНА ЧЕЛОВЕКА В СОЧЕТАНИИ С АЛКОГОЛЬНОЙ ИНТОКСИКАЦИЕЙ

Ю. А. Рудниченко 1, С. А. Новаковская 1, В. С. Лукашевич 1,
1 Институт физиологии НАН Беларуси Минск, Беларусь
E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript.
Поступила в редакцию 16.12.2021 После доработки 19.01.2022 Принята к публикации 21.01.2022

Известно, что алкоголь увеличивает риск возникновения большого числа заболеваний, не связанных с ним напрямую и затрагивающих практически все жизненно важные системы и органы человека. Цель настоящей работы – оценка биохимических показателей сыворотки крови и морфологическое исследование печени экспериментальных животных под влиянием длительного приема лактоферрина в сочетании с хронической алкогольной интоксикацией. Для моделирования длительной алкогольной интоксикации использовали метод принудительного спаивания, при котором животные были вынуждены употреблять 15%-ный раствор этанола в качестве единственного источника жидкости на протяжении 40 суток.

Функции лактоферрина женского молока

Функции лактоферрина женского молока

1. Функции лактоферрина женского молока

Лактоферрин – представитель семейства трансферринов, который синтезируется эпителиальными клетками внутренних желез млекопитающих и широко представлен в различных секреторных жидкостях, таких как молоко, слюна, слёзы, секреты носовых желез. 

Лактоферрин является одним из компонентов иммунной системы организма, принимает участие в системе врожденного гуморального иммунитета, регулирует функции иммунокомпетентных клеток и является белком острой фазы воспаления /1/.

Лактоферрин относится к полифункциональным белкам грудного молока, защитные свойства которого уникальны.

Первоначально лактоферрин рассматривался только как железосвязывающий белок молока с бактериостатическими свойствами, но к настоящему времени получено много экспериментальных данных и доказательств, указывающих на то, что этот белок обладает множественными физиологическими свойствами.

Ниже перечислены только некоторые из свойств лактоферрина.  А о скольких еще мы не знаем!

1. Наиболее изученная функция - регулирование содержания железа в организме.

Корректная регуляция концентрации ионов железа в организме жизненно важна, поскольку железо участвует во многих метаболических процессах. Однако, избыток железа не менее вреден, чем его недостаток и приводит к активации микробного роста, разрушению клеток под действием свободных радикалов.

Предполагается, что роль лактоферрина при вскармливании заключается в маскировании железа в молоке. Лактоферрин выступает как фактор, лимитирующий содержание железа, доступного для микроорганизмов. Связывая ионы «лишнего» железа и других металлов, лактоферрин лишает патогенную флору жизненно важных микроэлементов /2/.

2. Преимущественная локализация лактоферрина в секреторных жидкостях косвенно указывала на то, что основная функция этого белка в защите слизистых от патогенов.

В дальнейшем было установлено, что лактоферрин эффективно используется в защите организма от энтеральных инфекций и обладает способностью подавлять широкий диапазон микробных агентов, независимо от своей способности связывать железо. Наиболее изученным механизмом антибактериального действия белка является специфическое взаимодействие лактоферрина с наружной бактериальной мембраной, которое приводит к гибели клеток бактерий /3/.

3. Доказано, что лактоферрин обладает антивирусной активностью против широкого спектра вирусов человека и животных с ДНК и РНК геномами.

Лактоферрин связывает различные антигены вирусной природы преимущественно в условиях in vitro /4/.

На данный момент показано действие белка против вирусов простого герпеса 1 и 2, цитомегаловируса, ВИЧ, вируса гепатита С, хантавирусов, ротавирусов, полиовирусов первого типа, аденовирусов, респираторного синцитиального вируса, мышиного вируса лейкоза Френда /1/.

Именно поэтому так часто практикуемое в отечественных больницах прекращение грудного вскармливания при ротавирусных инфекциях является очень грубой ошибкой терапии.

4. Помимо прямого антимикробного действия, лактоферрин может влиять на воспалительный процесс, вызываемый микробной инфекцией.

Это подтверждается экспериментами, в которых присутствие лактоферрина защищает от гастритов, индуцируемых Helicobacter pylori, поддерживает целостность слизистой кишечника от воздействия бактериального липополисахарида, снижает токсичность и даже смертность при высоком инфицировании энтеротоксичным штаммом E. сoli /3/.

5. Лактоферрин обладает также и противогрибковой активностью. Например, против Candida albicans - симбионтов, образующих колонии в слизистой оболочке ротовой полости здоровых людей.

Исследования, проводимые на мышах с ослабленным иммунитетом и симптомами стоматита, приводили к значительному уменьшению числа Candida albicans в ротовой полости и размеров поражения языка. Показано, что оральное введение лактоферрина уменьшает количество патогенных организмов в тканях, близких к желудочно-кишечному тракту у нескольких моделей инфицированных животных /11/.

Более того, ВИЧ-инфицированные больные с Candida albicans, устойчивых к антигрибковым препаратам, полностью избавлялись от грибковой инфекции после введения смеси, содержащей лактоферрин /13/.

6. Лечение с помощью лактоферрина онкобольных, посредством введения его внутривенно, показывает очень хорошие и обнадеживающие результаты /5/.

7. Известно, что рост и развитие желудочно-кишечного тракта новорожденных животных, вскармливаемых материнским молоком, интенсивнее, чем у вскармливаемых молочными смесями.

Исследования показали, что лактоферрин человека является фактором, стимулирующим этот рост, и эта способность тоже не зависит от наличия связанного железа. Это открытие увеличивает значимость лактоферрина в желудочно-кишечном тракте ребенка: лактоферрин не только является источником железа и аминокислот, но и способствует клеточному росту /6/.

8. Современные исследования новозеландских ученых позволили открыть новую активность лактоферрина, которая позволяет рассматривать лактоферрин как регулятор роста костной ткани.

Было установлено, что лактоферрин защищает кость от истончения (остеопороза).

Результаты исследований показывают, что лактоферрин является наиболее сильным активатором роста кости в сравнении с уже известными факторами, включая эпидермальный фактор роста. Опыты на мышах привели к 4-х кратному увеличению костной массы животного по сравнению с контролем /14/.

Таким образом, физиологические свойства лактоферрина поразительно разнообразны. К ним относятся:

  • защита организма от бактериальных, вирусных и грибковых инфекций;
  • контроль концентрации ионов железа в биологических жидкостях;
  • противовоспалительная и иммуномодулирующая активность;
  • регуляция клеточного роста и дифференцировки (для костной ткани и кишечника);
  • замедление роста раковых опухолей и метастазирования /7/.

Ряд интереснейших свойств лактоферрина удобнее рассматривать, пользуясь схемой /8/.

laktoferrin

 

  • Зеленым цветом отмечены глобальные активности лактоферрина - защита от бактерий, вирусов, грибков и паразитов, уничтожение раковых клеток по механизму апоптоза, регуляция функций иммунной системы и воспалительного процесса.
  • Синим цветом отмечены ферментативные активности, отвечающие за расщепление бактериальных и вирусных инфекционных факторов.
  • Желтым цветом обозначены молекулярные механизмы действия лактоферрина, перекликающиеся с реализацией глобальных активностей.

 

2. Лактоферрин и анемия

Из всех анемий самой распространенной является железодефицитная (ЖДА), которая составляет примерно 80% от всех анемий.

ЖДА — это клинико-гематологический синдром, характеризующийся нарушением синтеза гемоглобина в результате дефицита железа, развивающегося на фоне различных патологических (физиологических) процессов.

Дефицит железа у детей приводит к росту инфекционной заболеваемости органов дыхания и ЖКТ. Железо необходимо для нормального функционирования структур головного мозга, при его недостаточном содержании нарушается нервно-психическое развитие ребенка.

Особенно активно всасывание железа происходит из грудного молока, хотя его содержание в нем невелико — всего 1,5 мг в литре; биодоступность железа грудного молока составляет до 60%.

Этому способствует особая форма, в которой оно представлено, — в виде железосодержащего белка лактоферрина.

Лактоферрин в грудном молоке содержится в виде насыщенной (связанной с железом) и ненасыщенной форм. Соотношение форм лактоферрина меняется в зависимости от периода лактации. В течение первых 1–3 месяцев жизни превалирует насыщенная железотранспортная форма лактоферрина. Наличие специфических рецепторов к лактоферрину на эпителиальных клетках слизистой оболочки кишечника способствует адгезии с ними лактоферрина и более полной его утилизации.

Важнейшим фактором коррекции железодефицита является сбалансированное питание, и в первую очередь грудное вскармливание.

Грудное молоко не только содержит железо в высокобиодоступной форме, но и повышает абсорбцию железа из других продуктов, употребляемых одновременно с ним /9/.

 

3. Применение лактоферрина в фармакологии и детском питании

  • В Японии после активных многолетних исследований создали лекарственный препарат на основе лактоферрина коровьего молока, который используют для лечения диареи, вызванной ротавирусной инфекцией у детей. Также этот препарат предотвращал развитие рака печени у больных с гепатитом С /15/.
  • В Италии проведены успешные исследования по применению лактоферрина коровы для лечения анемии беременных /16/.
  • В Московском НИИ онкологии им. П.А.Герцена наладили выделение лактоферрина из грудного молока для лечения онкологических больных в послеоперационном периоде и получают хорошие результаты такой терапии /7/. 
  • На данном этапе развития промышленности добавление лактоферрина в искусственные смеси для вскармливания детей крайне затруднено и дорогостояще, поэтому в массовых объемах не осуществляется /5/.

 

Производство 1 грамма лактоферрина стоит более 3000 долларов /10/!

 

4. Результаты исследования женского молока на содержание лактоферрина.

В Отделе молекулярной генетики Научно-исследовательского института экспериментальной медицины СЗО РАМН в Санкт-Петербурге уже много лет изучают свойства многофункционального белка грудного молока – лактоферрина. Далее - краткий обзор первых результатов /2/.

Вопрос о целесообразности грудного вскармливания после одного года широко обсуждается на конференциях консультантов по грудному вскармливанию и педиатров. Целью данного исследования было определение содержания лактоферрина и его насыщенности железом и медью в образцах молока женщин. На добровольной основе 15 женщин на протяжении 2 лет лактации собрали образцы грудного молока (более 7000 образцов), в которых проанализировано содержание лактоферрина.

В течение первой недели лактации концентрация лактоферрина в молозиве составляла 2–8 мг/мл, далее концентрация лактоферрина постепенно понижалась и к концу первого года лактации составляла от 0,5 до 2 мг/мл.

На протяжении второго года лактации концентрация лактоферрина составляла 0,5–1 мг/мл.

На сроках лактации свыше двух лет мы получили всего 24 образца с рекордными сроками до пяти лет лактации. В них содержание лактоферрина составляло от 2 до 5 мг/мл, т. е. по содержанию лактоферрина такое молоко было близко к молозиву.

Оценка объема позднего молока позволяет предположить, что ежедневно ребенок получает с ним более 50 мг лактоферрина, что близко к терапевтической дозе лактоферрина для больных онкологическими заболеваниями.

Таблица 1.

laktoferrin1

 

Таблица 2.

laktoferrin3

 

Результаты данного исследования ставят под сомнение распространенную среди педиатров точку зрения, что в грудном молоке после первого года лактации не содержится полезных для ребенка веществ.

 

Мельникова Рада,

консультант по грудному вскармливанию 

Информация

На этом сайте мы собираем информацию и достоверные исследования об уникальном белке - человеческом лактоферрине (HL).

Уже много лет чиновники разных уровней не дают развиваться и всячески пытаются уничтожить результаты работы российских и белорусских исследований по получению рекомбинантного человеческого лактоферрина из молока генномодифицированных коз.

Чтобы содержать стадо и кормить животных создан этот сайт.