Lactoferrina

A **lactoferrina** (LF), tamén chamada **lactotransferrina** (LTF), é unha proteína funcional da familia da transferrina. A lactoferrina é unha glicoproteína globular cunha masa molecular de aproximadamente 80 kDa que está presente en varios fluídos secretados, como o leite, saliva, bágoas, e secrecións nasais. A lactoferrina está tamén presente nos gránulos secundarios de leucocitos PMN e segrégana certas células acinares. A lactoferrina pode purificarse do leite ou obterse pola tecnoloxía do ADN recombinante. O primeiro leite humano ou costro ten a maior concentración de lactoferrina, seguido do leite humano posterior, e despois polo leite de vaca. En particular, a lactoferrina proporciona protección antibacteriana aos meniños. A lactoferrina interacciona co ADN e ARN, polisacáridos e heparina, e desempeña algunhas das súas funcións biolóxicas formando complexos con eses ligandos.

## Historia 
A presenza dunha proteína vermella que contiña ferro no leite bovino foi detectada xa en 1939; pero esta proteína non puido ser debidamente caracterizada porque non se podía extraer con suficiente pureza. Os primeiros estudos detallados sobre ela datan de arredor do ano 1960. Neles documéntase o seu peso molecular, punto isoeléctrico, espectro de absorción óptica e a presenza de dous átomos de ferro por molécula de proteína.

## Estrutura e propiedades 
### Estrutura molecular 
A lactoferrina é unha das proteínas transferrina que transfire ferro ás células e controla o nivel de ferro libre no sangue e secrecións externas. Está presente no leite humano e doutros mamíferos, no plasma sanguíneo e nos neutrófilos, e é unha das principais proteínas en practicamente todas as secrecións exócrinas dos mamíferos, como a saliva, bile, bágoas e secrecións do páncreas. A concentración de lactoferrina no leite varía de 7 g/L no costro a 1 g/L no leite maduro, e no leite de vaca é de 150&nbsp;mg/L. Cada lóbulo consta de dous subdominios, chamados N1, N2 e C1, C2, e contén un sitio de unión para o ferro e un sitio de glicosilación. O grao de glicosilación da proteína pode ser diferente e, por tanto, o peso molecular da lactoferrina varía entre 76 e 80 kDa. A estabilidade da lactoferrina foi asociada co seu alto grao de glicosilación.

A lactoferrina pertence ás proteínas básicas, o seu punto isoeléctrico é 8,7. Existe en dúas formas: hololactoferrina rica en ferro e apolactoferrina libre de ferro. As súas estruturas terciarias son diferentes; a apolactoferrina caracterízase por unha conformación "aberta" do lóbulo N e a conformación "pechada" do lóbulo C, pero ambos os lóbulos están pechados na hololactoferrina.

Cada molécula de lactoferrina pode unirse reversiblemente a dous átomos de ferro, cinc, cobre ou outros metais. Os sitios de unión están localizados en cada un dos dous glóbulos proteicos. Alí, cada ión está unido a seis ligandos: catro da cadea polipeptídica (dous residuos de tirosina, un residuo de histidina e un residuo de ácido aspártico) e dous que son ións carbonato ou bicarbonato.

A lactoferrina forma complexos de cor arrubiada co ferro. A súa afinidade polo ferro é 300 veces maior que a da transferrina. A afinidade increméntase en medios debilmente ácidos. Isto facilita a transferencia do ferro desde a transferrina á lactoferrina durante as inflamacións, cando o pH dos tecidos decrece debido á acumulación de ácido láctico e outros ácidos. A lactoferrina saturada de ferro no leite humano estímase no 10 ao 30% (o 100% significaría que todas as moléculas de lactoferrina conteñen 2 átomos de ferro). Está demostrado que a lactoferrina está implicada non só no transporte de ferro, cinc e cobre, senón tamén na regulación da súa captación. A presenza de ións de cinc e cobre libres non afecta á capacidade de fixación do ferro da lactoferrina, e mesmo podería incrementala.

### Formas poliméricas 
A lactoferrina tanto no plasma sanguíneo coma nos fluídos secretores pode existir en diferentes formas poliméricas que van desde monómeros a tetrámeros. A lactoferrina tende a polimerizar tanto *in vitro* coma *in vivo*, especialmente a altas concentracións.

Suxeriuse que o estado oligomérico da lactoferrina está determinado pola súa concentración e que a polimerización da lactoferrina está fortemente afectada pola presenza de ións Ca2+. En concreto, os monómeros son dominantes a concentracións por debaixo de 10−10−10−11 M en presenza de Ca2+, pero convértense en tetrámeros a concentracións de lactoferrina por riba de 10−9−10−10 M. A titulación de lactoferrina no sangue corresponde a esta particular "concentración de transición" e así a lactoferrina do sangue debería presentarse tanto en forma de monómero coma de tetrámero. Moitas propiedades funcionais da lactoferrina dependen do seu estado oligomérico. Por exemplo, a lactoferrina monomérica, pero non a tetramérica, é a que se une fortemente ao ADN.

## Funcións biolóxicas 
A lactoferrina pertence ao sistema inmunitario innato. Ademais da súa misión biolóxica principal, que é fixar e transportar ións ferro, a lactoferrina tamén ten funcións e propiedades antibacterianas, antivirais, antiparasíticas, catalíticas, anticancerosas, antialérxicas e radioprotectoras.

### Actividade antibacteriana 
A función principal da lactoferrina é secuestrar o ferro libre, e ao facelo retira unha substancia esencial para o crecemento bacteriano, o ferro. A acción antibacteriana da lactoferrina tamén se explica pola presenza de moléculas que funcionan como receptores específicos situados na superficie celular dos microorganismos. A lactoferrina únese ao lipopolisacárido da parede celular bacteriana, e a parte que leva o ferro oxidado da lactoferrina oxida a bacteria por medio da formación de peróxidos. Isto afecta á permeabilidade de membrana e acaba orixinando a rotura da célula (lise). a máis importante é a interacción coa membrana bacteriana externa que se describiu antes e tamén a máis estudada. A lactoferrina non só altera a membrana, senón que tamén penetra dentro da célula bacteriana. A unión á parede bacteriana está asociada co péptido específico lactoferricina, que está localizado no lóbulo N da lactoferrina e prodúcese *in vitro* pola clivaxe da lactoferrina realizada por outra proteína, o encima tripsina. Un mecanismo da acción antimicrobinana da lactoferrina é que a lactoferrina afecta á H(+)-ATPase e interfire coa translocación de protóns na membrana da célula, causando un efecto letal *in vitro*.

A lactoferrina impide a adhesión da bacteria *Helicobacter pylori* na mucosa do estómago, o cal á súa vez, axuda a reducir os trastornos do sistema dixestivo. A lactoferrina bovina ten máis actividade contra *H. pylori* que a humana.

### Actividade antiviral 
A lactoferrina actúa (principalmente en estudos *in vitro*) sobre unha ampla gama de virus humanos e animais con xenomas de ADN ou de ARN, como os virus herpes simplex 1 e 2, citomegalovirus, VIH, virus da hepatite C, hantavirus, rotavirus, poliovirus tipo 1, virus sincicial respiratorio humano e virus da leucemia murina.

### Actividade antifúnxica 
A lactoferrina e a lactoferricina inhiben *in vitro* o crecemento de *Trichophyton mentagrophytes*, que é un fungo responsable de graves enfermidades cutáneas, como a dermatofitose. A lactoferrina tamén actúa contra o lévedo diploide *Candida albicans*, que causa infeccións oportunistas orais e xenitais en humanos. O fármaco fluconazol leva utilizándose desde hai tempo contra *Candida albicans*, o que orixinou a aparición de cepas resistentes a el. Porén, unha combinación de lactoferrina con fluconazol pode actuar contra as cepas resistentes ao fluconazol de *Candida albicans* e outras especies de *Candida*, como *C. glabrata, C. krusei, C. parapsilosis* e *C. tropicalis*. A administración oral de lactoferrina a animais tamén reducía o número de organismos patoxénicos nos tecidos que están preto do tracto gastrointestinal. *Candida albicans* mesmo podía ser completamente erradicada cunha mestura de lactoferrina, lisozima e itraconazol en pacientes VIH positivos que eran resistentes a outros fármacos antifúnxicos. Esta acción antifúnxica cando se estima que outros axentes son ineficientes é característica da lactoferrina e é especialmente valiosa para os pacientes infectados polo VIH. Ao contrario que sobre as actividades antivirais e antibacterianas da lactoferrina, sábese pouco sobre o mecanismo da súa actividade antifúnxica. A lactoferrina parece destruír a parede celular e únese á membrana plasmática de *C. albicans*. A lactoferrina reducía a formación de osteoclastos, o que significa un decrecemento nas respostas proinflamatorias e un incremento nas respostas antiinflamatorias, o que indica tamén unha redución na reabsorción ósea.

### Interacción con ácidos nucleicos 
Unha das propiedades importantes da lactoferrina é a súa capacidade de unirse a ácidos nucleicos. A fracción de proteínas extraídas do leite, contén un 3,3% de ARN,

### Actividade encimática da lactoferrina 
A lactoferrina hidroliza ARN e mostra ter propiedades de ribonuclease secretoria específica de pirimidina. En particular, ao destruír os xenomas de ARN, as distintas RNases do leite inhiben a transcrición inversa dos retrovirus que causan cancro de mama no rato. As mulleres do pobo parsi do oesta da India teñen o nivel de RNase do leite marcadamente máis baixo que as doutras etnias, e a súa taxa de cancro de mama é tres veces maior que a media. Deste modo, as ribonucleases do leite, entre elas a lactoferrina, poderían xogar un importante papel na patoxénese de doenzas causadas por varios retrovirus.

### Antividade anticarcinóxena 
Demostrouse experimentalmente a actividade anticancerosa da lactoferrina bovina (bLF) en carcinoxéneses de pulmóns, vexiga, lingua, colon, e fígado en ratas, posiblemente porque actúa suprimindo os encimas de fase I, como o citocromo P450 1A2 (CYP1A2). Ademais, noutro experimento feito no hámster, a lactoferrina bovina fixo decrecer a incidencia do cancro oral nun 50%.

## Xenes da lactoferrina 
Caracterizáronse xa polo menos 60 secuencias xénicas para a lactoferrina en 11 especies de mamíferos. Na maioría das especies, o codón de parada é TAA, e no *Mus musculus* é TGA. As delecións, insercións e mutacións de codóns de parada afectan á parte codificante e a súa lonxitude varía entre 2.055 e 2.190 pares de nucleótidos. O polimorfismo xénico entre especies é moito máis diverso que o polimorfismo intraespecífico da lactoferrina. Hai diferenzas en secuencias de aminoácidos: 8 en *Homo sapiens*, 6 en *Mus musculus*, 6 en *Capra hircus*, 10 en *Bos taurus* e 20 en *Sus scrofa*. Esta variación pode indicar diferenzas funcionais entre diferentes tipos de lactoferrina. O estudo dos polimorfismos de xenes que codifican a lactoferrina axuda a seleccionar razas de gando que son resistentes á mastite.

## Receptor de lactoferrina 
O receptor de lactoferrina xoga un importante papel na internalización da lactoferrina; tamén facilita a absorción de ións ferro pola lactoferrina. A súa expresión xénica increméntase coa idade no duodeno e decrece no xexuno.

## Fibrose quística 
Os pulmóns humanos e a saliva conteñen unha ampla variedade de compostos antimicrobianos, como o sistema das lactoperoxidases, producindo o hipotiocianito (anión [OSCN]-) e a lactoferrina, e este hipotiocianito non está presente en pacientes de fibrose quística. A lactoferrina, que é un compoñente da inmunidade innata, impide a formación de biopelículas bacterianas. Nos pacientes de fibrose quística obsérvase unha perda de actividade microbicida e un incremento da formación de biopelículas debido á diminución da lactoferrina. Estes descubrimentos demostran o importante papel da lactoferrina na defensa do corpo humano, especialmente nos pulmóns.

A lactoferrina co hipotiocianito ten o status de medicamento orfo (desenvolvido especificamente para tratar unha enfermidade rara) na Axencia de Medicinas Europea e na FDA dos Estados Unidos.

## Nanotecnoloxía 
A lactoferrina foi utilizada na síntese de *clusters* cuánticos de ouro fluorescentes, que teñen aplicacións potenciais en nanotecnoloxía.

## En diagnósticos 
Os niveis de lactoferrina no fluído lacrimal decrecen nas enfermidades de sequidade dos ollos, como a síndrome de Sjogren. Desenvolveuse unha proba rápida portátil que utiliza a tecnoloxía de microfluídos que permite a medición dos niveis de lactoferrina nas bágoas humanas in situ, coa que se pretende mellorar o diagnóstico da síndrome de Sjogren e outras formas de enfermidade dos ollos secos.

## Notas 
## Véxase tamén 
### Ligazóns externas 
* Uniprot
* LTF no National Center for Biotechnology Information
* FDA A lactoferrina considérase segura para loitar contra *E. coli*.