Lactoferrin (LF) ist ein menschliches Protein mit vielen Funktionen. Auch als Lactotransferrin bekannt, kommt es in der Muttermilch und in Schleimhautsekreten wie Speichel, Tränen und Magensekreten vor. Dieses Protein hat eine starke antibakterielle Aktivität, sowohl aufgrund der eisenbindenden Eigenschaften als auch der intrinsischen Struktur des Proteins. Es moduliert auch entzündliche Ereignisse. In Kombination mit Hypothiocyanat wird Lactoferrin zur Behandlung von Mukoviszidose-Patienten angewendet.
Das antimikrobielle Abwehrsystem der Atemwege umfasst Schichten von Abwehrmechanismen, die sie und die Lunge vor eingeatmeten Mikroorganismen schützen. Lactoferrin ist ein wesentlicher Bestandteil dieses Systems. Es kann durch Proteaseaktivität in kleinere Fragmente zerlegt werden, um zwei kleine Peptide zu produzieren, die als Lactoferricin und Kaliocin-1 bekannt sind und beide antimikrobielle Aktivität aufweisen.
Lactoferrin ist ein eisenbindendes Protein, enthält jedoch im Gegensatz zu den meisten eisenbindenden Proteinen keine Hämgruppe. Aus diesem Grund gehört das Protein zur Kategorie der nicht-Häm-Eisen-bindenden Proteine. Die Fähigkeit, Eisen zu binden, bewirkt, dass es hemmende Eigenschaften gegenüber einer Reihe von grampositiven und gramnegativen Bakterien und einigen Pilzen besitzt. Diese Organismen benötigen Eisen zum Wachstum, können es jedoch nicht verwerten, wenn es von Lactoferrin sequestriert wurde. Die Fähigkeit, das Wachstum der Mikroorganismen zu stoppen, ohne sie abzutöten, wird als bakteriostatisch bezeichnet.
In einigen Fällen produzieren gramnegative Bakterien Moleküle, die Eisen binden, und geben sie an die Umwelt ab, um das gesamte Eisen zu binden. Dies kann die bakteriostatischen Eigenschaften von Lactoferrin zunichte machen. Es scheint jedoch, dass ein Teil der Proteinstruktur selbst in Abwesenheit von Eisen antibakteriell ist. Diese Kombination von Faktoren ist für die starken antibakteriellen Aktivitäten dieses Moleküls verantwortlich.
Lactoferrin ist das zweithäufigste Protein in der menschlichen Muttermilch. Es kommt am häufigsten in der Milch vor, die in den Tagen unmittelbar nach der Geburt produziert wird, und scheint Neugeborene mit dem Eisen zu versorgen, das sie zum Gedeihen benötigen. Dieses Protein ist auch in Kuhmilch enthalten, jedoch in viel geringeren Mengen als in Muttermilch.
Dieses Molekül ist auch an der Bekämpfung von Entzündungen beteiligt. Es wird in den Granula von Neutrophilen gespeichert – der am häufigsten vorkommenden Art von weißen Blutkörperchen beim Menschen. Diese Zellen reagieren schnell auf Entzündungsherde oder bakterielle Infektionen und sezernieren Lactoferrin. Dieses Molekül interagiert mit Zellen an Entzündungsstellen, um die Produktion von Zytokinen zu hemmen, die eine Entzündung verursachen würden. Es gibt auch Hinweise darauf, dass es die Bindung von Viren an Zellen, einschließlich HIV, hemmt.
LF wird zur Behandlung von Mukoviszidose eingesetzt, einer Krankheit, die viele Körperteile, einschließlich der Lunge, befällt. Es führt dazu, dass sich in ihnen Schleim ansammelt und die Anfälligkeit für Krankheiten erhöht wird. Ein Grund für diese erhöhte Anfälligkeit ist, dass Bestandteile des Immunsystems wie LF und Hypothiocyanat in geringen Mengen produziert werden oder ganz fehlen. Hypothiocyanat wird normalerweise als indirektes Ergebnis der Lactoperoxidase-Aktivität gebildet, einem anderen Protein, das am antimikrobiellen Abwehrsystem der Atemwege beteiligt ist. Eine aktuelle Behandlung von Mukoviszidose umfasst die Behandlung mit LF und Hypothiocyanat.