Laktoferin kao “čuvar” ljudskog genoma
Genetski materijal ljudskih stanica neprekidno je izložen različitim unutarnjim i vanjskim čimbenicima koji mogu utjecati na njegovu promjenu.
Oštećenje DNK, koje u konačnici može dovesti do mutacija i genomske nestabilnosti, nastaje zbog mnogih čimbenika, poput oksidativnog stresa, metaboličkih poremećaja, virusnih i mikrobnih patogena, prekomjerne stanične proliferacije i kemijskih čimbenika. Takve promjene mogu uzrokovati prerano starenje te degeneraciju i smrt stanica, kao i ozbiljno oštećenje funkcije tkiva i organa. To može dovesti do razvoja raznih bolesti, uključujući karcinom.
Kao odgovor na oštećenje, stanice su razvile obrambene mehanizme usmjerene na sprječavanje bolesti i popravak oštećenog genetskog materijala ili njegovo preusmjeravanje u apoptozu. Svi opisani mehanizmi dio su široke lepeze djelovanja laktoferina — proteina humanog mlijeka koji u svojoj strukturi sadrži željezo, što mu daje brojna antibakterijska, antivirusna, antigljivična i antikarcinogena svojstva. Uklanjanje čimbenika koji oštećuju DNK (npr. hidroksilni radikali, mikroorganizmi, pojačano regulirane imunosne stanice) ili posljedica (npr. stanice karcinoma), bez interakcije s genetskim materijalom domaćina, moglo bi se istaknuti kao neizravni mehanizam zaštite DNK pomoću laktoferina. Ti mehanizmi uključuju zasićenje željezom, uklanjanje hidroksilnih radikala, modulaciju staničnog ciklusa, antimikrobnu i protuupalnu funkciju. S druge strane, njegovo izravno djelovanje odnosi se na sposobnost vezanja DNK, hidrolizu nukleinskih kiselina, kao i vlastitu razgradnju umjesto razgradnje DNK.
Tri neovisna laboratorija su još 1960. godine u svojim istraživanjima potvrdila kako je laktoferin glavni protein koji veže željezo u ljudskom mlijeku. Zanimljivo je da se ljudski i goveđi laktoferin odlikuju vrlo visokom strukturnom kompatibilnošću (77%), dok je funkcionalnost praktički identična pa se zbog lakše ekstrakcije goveđi laktoferin koristi za istraživanja te dodaje prehrambenim proizvodima i dodacima prehrani. Njegove glavne funkcije su antioksidativno, antimikrobno i protuupalno djelovanje. Štoviše, smatra se biomarkerom u dijagnostici određenih bolesti kao što su upalna bolest crijeva, Alzheimerova bolest i bolest suhog oka. Također, mnoga su istraživanja pokazala kako laktoferin djeluje kao faktor transkripcije koji pokreće ekspresiju raznih gena, uključujući gene povezane s urođenim imunosnim odgovorom i metabolizmom lipida.
Laktoferin je zapravo protein transferin koji regulira koncentraciju iona željeza u plazmi i transportira ih do tkiva. Laktoferin uglavnom proizvode epitelne stanice sluznice sisavaca, stoga ga ima u izobilju u mlijeku sisavaca i drugim tjelesnim tekućinama, poput suza, sline i soka gušterače. Tijelo sadrži oko 3 do 4 g željeza, komponente neophodne za ključne biološke procese, koje može biti uključeno u odgovor stanice na oksidativni stres, sudjeluje u transportu kisika do tjelesnih stanica, utječe na metabolizam kolesterola i neizravno doprinosi sintezi serotonina, prostaglandina, dušikovog oksida i hormona štitnjače. Željezo također sudjeluje u sintezi DNK te ima važnu ulogu u borbi imunosnog sustava protiv virusa i bakterija. Potencijalni mehanizam kojim laktoferin smanjuje oksidativna oštećenja na staničnoj razini i razini tkiva je modulacija razine željeza u stanici.
Pokazalo se da laktoferin posjeduje značajno antioksidativno djelovanje zbog izravne kelacije željeza ili pojačavanja aktivnosti ključnih antioksidativnih enzima kao što su superoksid dismutaza, glutation peroksidaza, katalaza, koji su izravno uključeni u uklanjanje slobodnih radikala. Štoviše, pokazalo se kako je zaštitni učinak laktoferina na oksidativno oštećenje DNK povezan s uklanjanjem slobodnih radikala neovisno o njegovoj aktivnosti keliranja željeza. Također je vrlo zanimljivo kako je laktoferin podložniji razgradnji od drugih proteina kravljeg mlijeka.
Stručnjaci zaključuju kako je laktoferin moćna molekula koja sprječava nakupljanje mutacija unutar ljudskog genoma, genomsku nestabilnost i posljedični razvoj širokog spektra bolesti, stoga je svakako vrijedan daljnjeg istraživanja.
Referenca: Bukowska-Ośko I, Sulejczak D, Kaczyńska K, Kleczkowska P, Kramkowski K, Popiel M, Wietrak E, Kowalczyk P. Lactoferrin as a Human Genome "Guardian"-An Overall Point of View. Int J Mol Sci. 2022 May 8;23(9):5248. doi: 10.3390/ijms23095248.
