antibioticsАнтибиотики и ХимиотерапияAntibiot Khimioter = Antibiotics and Chemotherapy0235-2990ООО «Издательство ОКИ»antibiotics-314Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL PAPERSИзучение антибактериальных свойств лактоферрина из различных источников в системе in vitroIn Vitro Study of Antimicrobial Activity of Lactoferrins from Various SourcesГрамматиковаН. Э.GrammatikovaN. E.noemail@neicon.ruРезванС. П.RezvanS. P.noemail@neicon.ruНемцоваЕ. Р.NemtsovaE. R.noemail@neicon.ruБезбородоваО. А.BezborodovaO. A.noemail@neicon.ruТутыхинаИ. Л.TutykhinaI. L.noemail@neicon.ruНародицкийБ. С.NaroditskyB. S.noemail@neicon.ruЯкубовскаяР. И.YakubovskyR. I.noemail@neicon.ruМосковская медицинская академия им. И. М. СеченоваРоссияI. M. Sechenov Moscow Medical AcademyRussian FederationМосковский научно-исследовательский онкологический институт им. П. А. Герцена РосздраваРоссияP. A. Gerzen Moscow Research Oncologic InstituteRussian FederationНаучно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Н. Ф. ГамалеиРоссияN. F. Gamaleya Research Institute of Epidemiology and Microbiology, Academy of Medical SciencesRussian Federation201013052020557-844Copyright © Грамматикова Н.Э., Резван С.П., Немцова Е.Р., Безбородова О.А., Тутыхина И.Л., Народицкий Б.С., Якубовская Р.И., 20202020Грамматикова Н.Э., Резван С.П., Немцова Е.Р., Безбородова О.А., Тутыхина И.Л., Народицкий Б.С., Якубовская Р.И.Grammatikova N.E., Rezvan S.P., Nemtsova E.R., Bezborodova O.A., Tutykhina I.L., Naroditsky B.S., Yakubovsky R.I.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.antibiotics-chemotherapy.ru/jour/article/view/314

Проведена сравнительная оценка антимикробной активности лактоферринов из различных источников (нативного лактоферрина женского молока в составе препарата Лапрот, хололактоферрина человека, рекомбинантного лактоферрина человека, выделенного из культуральной жидкости после трансфекции пермиссивной культуры псевдоаденовирусной наноструктурой с геном лактоферрина человека) для обоснования возможности использования их в качестве основы антимикробных лекарственных средств. Показано, что все изученные субстанции лактоферрина человека и лактоферрин коровы проявляют активность в отношении стандартных штаммов микроорганизмов рода Bacillus. Антибактериальная активность лактоферрина человека практически не зависит от степени насыщения молекулы ионами, однако активность нативного лактоферрина в отношении грибов рода Candida значительно выше, чем хололактоферрина, при оценке по МПК. Рекомбинантный лактоферрин человека, не насыщенный специально ионами железа, проявляет антимикробную активность (по МПК), сходную с нативным лактоферрином человека. Полученные данные свидетельствуют, что нативный и рекомбинантный лактоферрин человека могут являться основой активных лекарственных препаратов с антимикробными свойствами для внутривенного и внутриполостного введения, а лактоферрин коровы - основой пероральных антибактериальных лекарственных средств.

Comparative antimicrobial activity of lactoferrins from various sources (native lactoferrin from Laprot, human hololactoferrin, recombinant human lactoferrin isolated from the cultural medium of permissive cell culture transfected using pseudoadenovirus nanostructure with the human lactoferrin gene, and native bovine lactoferrin) was studied to prove the possibility of their use for development of antimicrobial drugs. It was shown that all the substances were active against the Bacillus standard strains. The antibacterial activity was almost independent of the degree of saturation the lactoferrin molecules with Fe3+. The native human lactoferrin was more active than hololactoferrin against Candida when evaluated by the minimum inhibitory concentration (MIC). Fe3+-Non aturated recombinant human lactoferrin demonstrated the antimicrobial activity (by MIC) similar to that of the native human lactoferrin. The results showed that native and recombinant human lactoferrins might be used for the development of intravenous and intracavitary dosage forms, while the native bovine lactoferrin could be useful in development of oral drugs.

лактоферринантибактериальная активностьlactoferinantibacterial activityReferencesLegrand D., Pierce A., Elass E. et al. Lactoferrin structure and functions. Adv Exp Med Biol 2008; 606: 163-194.Legrand D., Pierce A., Elass E. et al. Lactoferrin structure and functions. Adv Exp Med Biol 2008; 606: 163-194.Weinberg E. D. Antibiotic properties and applications of lactoferrin. Curr Pharm Des 2007; 13: 8: 801-811.Weinberg E. D. Antibiotic properties and applications of lactoferrin. Curr Pharm Des 2007; 13: 8: 801-811.Anderson B. F., Baker H. M., Norris G. E. et al. Structure of human lactoferrin: crystallographic structure analysis and refinement at 2.8 A resolution. J Mol Biol 1989; 209: 711.Anderson B. F., Baker H. M., Norris G. E. et al. Structure of human lactoferrin: crystallographic structure analysis and refinement at 2.8 A resolution. J Mol Biol 1989; 209: 711.Anderson B. F., Baker H. M., Norris G. E. et al. Apolactoferrin structure demonstrates ligand-induced conformational change in transferrins [see comments]. Nature 1990; 344: 784.Anderson B. F., Baker H. M., Norris G. E. et al. Apolactoferrin structure demonstrates ligand-induced conformational change in transferrins [see comments]. Nature 1990; 344: 784.Spik G., Coddeville B., Montreuil J. Comparative study of the primary structures of sero-, lacto- and ovotransferrin glycans from different species. Biochimie 1988; 70: 1459.Spik G., Coddeville B., Montreuil J. Comparative study of the primary structures of sero-, lacto- and ovotransferrin glycans from different species. Biochimie 1988; 70: 1459.Arnold R. R., Brewer M., Gauthier J. J. Bactericidal activity of human lactoferrin: sensitivity of a variety of microorganisms. Infect Immun 1980; 28: 893.Arnold R. R., Brewer M., Gauthier J. J. Bactericidal activity of human lactoferrin: sensitivity of a variety of microorganisms. Infect Immun 1980; 28: 893.Gonzalez-Chavez S. A., Arevalo-Gallegos S., Rascon-Cruz Q. Lactoferrin: structure, function and applications. Int J Antimicrob Agents 2009; 33: 4: 301-308.Gonzalez-Chavez S. A., Arevalo-Gallegos S., Rascon-Cruz Q. Lactoferrin: structure, function and applications. Int J Antimicrob Agents 2009; 33: 4: 301-308.Kutila T., Pyorala S., Saloniemi H., Kaartinen L. Antibacterial effect of bovine lactoferrin agains udder pathogens. Acta Vet Scand 2003; 44: 35-42.Kutila T., Pyorala S., Saloniemi H., Kaartinen L. Antibacterial effect of bovine lactoferrin agains udder pathogens. Acta Vet Scand 2003; 44: 35-42.Yamauchi K., Tomita M., Giehl T. J., Ellison R. T. Antibacterial activity of lactoferrin and a pepsin-derived lactoferrin peptide fragment. Infect Immun 1993; 61: 2: 719-728.Yamauchi K., Tomita M., Giehl T. J., Ellison R. T. Antibacterial activity of lactoferrin and a pepsin-derived lactoferrin peptide fragment. Infect Immun 1993; 61: 2: 719-728.Lee H. Y., Park J. H., Seok S. H. et al. Potential antimicrobial effects of human lactoferrin against oral infection with Listeria monocytogenes in mice. J Med Microbiol 2005; 54: 1049-1054.Lee H. Y., Park J. H., Seok S. H. et al. Potential antimicrobial effects of human lactoferrin against oral infection with Listeria monocytogenes in mice. J Med Microbiol 2005; 54: 1049-1054.Trumpler U., Straub P. W., Rosenmund A. Antibacterial prophylaxis with lactoferrin in neutropenic patients. Eur J Clin Microbiol Infect Dis 1989; 8: 310.Trumpler U., Straub P. W., Rosenmund A. Antibacterial prophylaxis with lactoferrin in neutropenic patients. Eur J Clin Microbiol Infect Dis 1989; 8: 310.Vorland L. Lactoferrin: A multifunctional glycoprotein. APMIS 1999; 107: 971-981.Vorland L. Lactoferrin: A multifunctional glycoprotein. APMIS 1999; 107: 971-981.Antonio Aguila La , Ana G. Herrera Puert et al. Isolation and Structure-functional Characterization of Human Colostral Lactoferrin, Biotecnologia Aplicada, Volume 17, July-September 2000, 177-182.Antonio Aguila La , Ana G. Herrera Puert et al. Isolation and Structure-functional Characterization of Human Colostral Lactoferrin, Biotecnologia Aplicada, Volume 17, July-September 2000, 177-182.Bullen J.J., Rogers H. J., Griffiths E. Role of iron in bacterial infection. Curr Top Microbiol Immunol 1978; 80: 1.Bullen J.J., Rogers H. J., Griffiths E. Role of iron in bacterial infection. Curr Top Microbiol Immunol 1978; 80: 1.Lacasse P., Lauzon K., Diarra M. S., Petitcierc D. Utilization of lactoferrin to fight antibiotic-resistant mammary gland pathogens. J Anim Sci 2008; 86: 13: Suppl: 66-71.Lacasse P., Lauzon K., Diarra M. S., Petitcierc D. Utilization of lactoferrin to fight antibiotic-resistant mammary gland pathogens. J Anim Sci 2008; 86: 13: Suppl: 66-71.Valenti P., Antonini G. Lactoferrin: an important host defence against microbial and viral attack. Cell Mol Life Sci 2005; 62: 22: 2576-2587.Valenti P., Antonini G. Lactoferrin: an important host defence against microbial and viral attack. Cell Mol Life Sci 2005; 62: 22: 2576-2587.Arnold R. R., Russell J. E., Champion W. J., Gauthier J. J. Bactericidal activity of human lactoferrin: influence of physical conditions and metabolic state of the target microorganism. Infect Immun 1981; 32: 655.Arnold R. R., Russell J. E., Champion W. J., Gauthier J. J. Bactericidal activity of human lactoferrin: influence of physical conditions and metabolic state of the target microorganism. Infect Immun 1981; 32: 655.Griffiths E., Humphreys J. Bacteriostatic effect of human milk and bovine colostrum on Escherichia coli: importance of bicarbonate. Infect Immun 1977; 15: 396.Griffiths E., Humphreys J. Bacteriostatic effect of human milk and bovine colostrum on Escherichia coli: importance of bicarbonate. Infect Immun 1977; 15: 396.Clarke S. R., Foster S. J. IsdA protects Staphylococcus aureus against the bactericidal protease activity of apolactoferrin. Inf Immun 2008; 76: 4: 1518-1526.Clarke S. R., Foster S. J. IsdA protects Staphylococcus aureus against the bactericidal protease activity of apolactoferrin. Inf Immun 2008; 76: 4: 1518-1526.Flores-Villasenor H., Canizalez-Roman A., Reyes-Lopez M. et al. Bactericidal effect of bovine lactoferrin, LFcin, LFampin and LFchimera on antibiotic-resistant Staphylococcus aureus and Escherichia coli. Biometals 2010; 3.Flores-Villasenor H., Canizalez-Roman A., Reyes-Lopez M. et al. Bactericidal effect of bovine lactoferrin, LFcin, LFampin and LFchimera on antibiotic-resistant Staphylococcus aureus and Escherichia coli. Biometals 2010; 3.Manzoni P., Decembrino L., Stolfi I. et al. Lactoferrin and prevention of late-onset sepsis in preterm neonate in the NICU. Early Hum Dev 2010; 2.Manzoni P., Decembrino L., Stolfi I. et al. Lactoferrin and prevention of late-onset sepsis in preterm neonate in the NICU. Early Hum Dev 2010; 2.Ellison R. T. D., Giehl T. J., LaForce F. M. Damage of the outer membrane of enteric gram-negative bacteria by lactoferrin and transferrin. Infect Immun 1988; 56: 2774.Ellison R. T. D., Giehl T. J., LaForce F. M. Damage of the outer membrane of enteric gram-negative bacteria by lactoferrin and transferrin. Infect Immun 1988; 56: 2774.Ling J. M., Schryvers A. B. Perspectives on interactions between lactoferrin and bacteria. Biochem Cell Biol 2006; 84: 3: 275-281.Ling J. M., Schryvers A. B. Perspectives on interactions between lactoferrin and bacteria. Biochem Cell Biol 2006; 84: 3: 275-281.Gifford J. L., Hunter H. N., Vogel H. J. Lactoferricin: a lactoferrin - a lactoferrin-derived peptide with antimicrobial, antiviral, antitumor and immunological properties. Cell Mol Life Sci 2005; 62: 22: 2588-2598.Gifford J. L., Hunter H. N., Vogel H. J. Lactoferricin: a lactoferrin - a lactoferrin-derived peptide with antimicrobial, antiviral, antitumor and immunological properties. Cell Mol Life Sci 2005; 62: 22: 2588-2598.Bellamy W., Takase M., Yamauchi K. et al. Identification of the bactericidal domain of lactoferrin. Biochim Biophys Acta 1992; 1121: 130.Bellamy W., Takase M., Yamauchi K. et al. Identification of the bactericidal domain of lactoferrin. Biochim Biophys Acta 1992; 1121: 130.Di Biase A. M., Tinari A., Pietrantoni A. et al. Effect of bovine lactoferricin on enteropathogenic Yersinia adhesion and invasion in HEp-2 cells. J Med Microbiol 2004; 53: 407-412.Di Biase A. M., Tinari A., Pietrantoni A. et al. Effect of bovine lactoferricin on enteropathogenic Yersinia adhesion and invasion in HEp-2 cells. J Med Microbiol 2004; 53: 407-412.Немцова E. P., Эделева H. В., Осипова H. А. и др. «Лапрот» - новый препарат детоксицирующего, противовоспалительного и иммуномодулирующего действия. Росс Онколог Журн 2006; 4: 29-33.Немцова E. P., Эделева H. В., Осипова H. А. и др. «Лапрот» - новый препарат детоксицирующего, противовоспалительного и иммуномодулирующего действия. Росс Онколог Журн 2006; 4: 29-33.Чиссов В. И., Якубовская P. И., Немцова E. P. и др. Лечение тяжелых послеоперационных гнойно-воспалительных и септических осложнений с использованием антиоксидантных препаратов, Хирургия. Журнал им. Н. И. Пирогова 2008; 11.Чиссов В. И., Якубовская P. И., Немцова E. P. и др. Лечение тяжелых послеоперационных гнойно-воспалительных и септических осложнений с использованием антиоксидантных препаратов, Хирургия. Журнал им. Н. И. Пирогова 2008; 11.Эделева Н. В., Немцова E. P., Якубовская P. И., Осипова Н. А. Препараты Церулоплазмин и Лапрот в комплексе лечения тяжелых послеоперационных гнойно-септических осложнений в онкохирургии. Росс онкол журн 2005; 6: 25-28.Эделева Н. В., Немцова E. P., Якубовская P. И., Осипова Н. А. Препараты Церулоплазмин и Лапрот в комплексе лечения тяжелых послеоперационных гнойно-септических осложнений в онкохирургии. Росс онкол журн 2005; 6: 25-28.Lyons T. E., Miller M. S., Serena T. et al. Talactoferrin alfa, a recombinant human lactoferrin promotes healing of diabetic neuropathic ulcers: a phase 1/2 clinical study. Am J Surg 2007; 193: 1: 49-54.Lyons T. E., Miller M. S., Serena T. et al. Talactoferrin alfa, a recombinant human lactoferrin promotes healing of diabetic neuropathic ulcers: a phase 1/2 clinical study. Am J Surg 2007; 193: 1: 49-54.Weber-Dabrowska B., Zimecki M., Kruzel M. et al. Alternative therapies in antibiotic-resistant infection. Adv Med Sci 2006; 51: 242-244.Weber-Dabrowska B., Zimecki M., Kruzel M. et al. Alternative therapies in antibiotic-resistant infection. Adv Med Sci 2006; 51: 242-244.Якубовская P. И., Немцова E. P., Коханова И. Д. и др. Лактоферрин человека: получение высокоочищенных препаратов из молока женщин, некоторые физико-химические свойства и распределение в нормальных и опухолевых тканях. Вопр мед химии 1986; 6: 75-79.Якубовская P. И., Немцова E. P., Коханова И. Д. и др. Лактоферрин человека: получение высокоочищенных препаратов из молока женщин, некоторые физико-химические свойства и распределение в нормальных и опухолевых тканях. Вопр мед химии 1986; 6: 75-79.Тутыхина И. Л., Безбородова О. А., Верховская Л. В. и др. Рекомбинантная псевдоаденовирусная наноструктура с геном лактоферрина человека: получение, изучение экспрессии и свойств лактоферрина при ее применении in vivo. Мол генет микробиол вирусол 2009; 1: 27-31.Тутыхина И. Л., Безбородова О. А., Верховская Л. В. и др. Рекомбинантная псевдоаденовирусная наноструктура с геном лактоферрина человека: получение, изучение экспрессии и свойств лактоферрина при ее применении in vivo. Мол генет микробиол вирусол 2009; 1: 27-31.Tutykhina I. L., Bezborodova O. A., Shmarov M. M. et al. Production of Recombinant Human Lactoferrin in Allantoic Fluid of Embryonated Chicken Eggs and its Characteristics. Protein expression purification 2009; 65; 100-107.Tutykhina I. L., Bezborodova O. A., Shmarov M. M. et al. Production of Recombinant Human Lactoferrin in Allantoic Fluid of Embryonated Chicken Eggs and its Characteristics. Protein expression purification 2009; 65; 100-107.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.