La Lattoferrina ed il suo significato nella difesa contro le infezioni e l’infiammazione estrema
I rapporti sull’attività antimicrobica e antinfiammatoria della lattoferrina ne hanno identificato il suo significato nella difesa dell’ospite contro le infezioni e l’infiammazione estrema
La lattoferrina (LF), una proteina legante il ferro appartenente alla famiglia della transferrina (PM: 80 KDa), ha numerose funzioni. Anche se Lf è stata isolata per la prima volta dal latte, si trova anche nella maggior parte delle secrezioni esocrine e nei granuli secondari dei neutrofili. I rapporti sull’attività antimicrobica e antinfiammatoria della lattoferrina ne hanno identificato il suo significato nella difesa dell’ospite contro le infezioni e l’infiammazione estrema (infiammazione cronica persistente di alto grado).
In particolare la lattoferrina (LF) è una proteina legante il ferro non eme, appartenete alla famiglia della transferrina con un’affinità per il ferro, anche 2 volte superiore rispetto a quest’ultima.
In un organismo adulto, la lattoferrina viene sintetizzata dalle cellule epiteliali ghiandolari e viene rilasciata nei fluidi mucosi che “bagnano” la superficie degli organi. Le sue concentrazioni massime si trovano nel colostro e nel latte e livelli inferiori nei fluidi secretori come lacrime, saliva, secrezioni nasali e bronchiali e nelle secrezioni esocrine del pancreas, del tratto gastrointestinale e il sistema genitale. La sua presenza è stata confermata in la sintesi dei granuli specifici dei neutrofili e della lattoferrina avviene durante la granulopoiesi allo stadio dei mielociti.
La struttura molecolare della Lattoferrina
La lattoferrina umana è una proteina caricata positivamente composta da una singola catena polipeptidica comprendente 703 amminoacidi, piegati in due lobi globulari simmetrici – lobi N e C. Ogni lobo è organizzato in due domini (domini N: N1 e N2; domini C: C1 e C2) collegati da una regione cerniera contenente un’α- elica a tre spire.
Entrambi i lobi mostrano un’omologia del 33- 41% nella struttura. Ogni lobo ha un sito di legame per gli ioni ferro (Fe + 2 o Fe + 3) e uno o più potenziali siti di glicosilazione, a seconda della specie da cui è isolato LF. Dipendente nella sua forma, il peso molecolare di LF varia tra 76 e 80 kD. Il grado di saturazione del ferro determina la struttura spaziale di LF, che si presenta in due forme: apolattoferrina (apo-LF), con bassa saturazione di ferro e ololattoferrina ricca di ferro (olo-LF).
La Lattoferrina in commercio
La lattoferrina umana ricombinante bioattiva disponibile in commercio (rhLF) ha tre diverse forme con diversi livelli di saturazione del ferro; apo-rhLF (senza ferro <10%), pis-rhLF (parzialmente saturo di ferro, a ~ 50%) e olo-rhLF (> 90% di saturazione).
L’affinità per la lattoferrina del ferro dipende dal pH e aumenta quando il pH diventa leggermente acido. Saturazione parziale del ferro della lattoferrina (al 15-20%) si trova naturalmente nel corpo. LF mostra un’elevata omologia strutturale indipendentemente dalla specie di mammiferi da cui è stato isolato. La lattoferrina è stata estratta dal colostro umano (lattoferrina umana, hLF); capra (lattoferrina di capra, gLF) con elevata omologia con hLF; cammello (lattoferrina di cammello, cLF) e mucca (lattoferrina bovina, bLF).
I ricercatori hanno stabilito le funzioni della lattoferrina provenienti da varie fonti, con molti studi recenti hanno portato nuove scoperte sul suo ruolo. LF ha una vasta gamma di proprietà fisiologiche, mostrando attività immunomodulatorie, antinfiammatorie, antibatteriche, antivirali, antimicotiche, antiparassitarie, antitumorali, eccezionale attività osteogenica e promozione della formazione di nuovi vasi sanguigni.
Associato con il tessuto mucoso, LF è un componente importante del sistema immunitario innato. Presenta batteriostatico e battericida proprietà contro i batteri Gram-positivi (+) e Gram-negativi (-). Una delle sue funzioni di base e ben note è il trasporto del ferro. Prodotto da cellule specializzate, ad es. nei reni, LF mostra effetti sia antibatterici che antiossidanti, protezione contro le infezioni del tratto urinario. Qui, il meccanismo d’azione consiste nel controllare e ridurre la concentrazione di ferro libero disponibile per i batteri nel sistema urinario.
La regolazione della concentrazione di LF coinvolge macrofagi e monociti con recettori ad alta affinità per LF, consentendo loro di rimuovere rapidamente l’eccesso di LF dalla circolazione. I recettori legano il ferro, trasformandolo in ferritina, mentre la molecola di LF viene degradata.
Trasporto della Lattoferrina
Piccole molecole, compresi i farmaci, richiedono portatori di soluti della famiglia SLC per effettuare il loro assorbimento. La lattoferrina, come proteina, è troppo grande per sfruttare tale percorso, e invece passa dallo stomaco attraverso le cellule epiteliali e nel sangue usando l’endocitosi, specialmente tramite le placche di Peyer, e quando è incapsulato (“Formulato entericamente”) nei liposomi. Questo assorbimento avviene quindi principalmente attraverso la circolazione linfatica piuttosto che attraverso la circolazione portale. LF può anche entrare ed essere riassorbito dalla bile. Attraverso il sangue LF può essere ulteriormente trasportato al SNC tramite il liquido cerebrospinale e attraverso la barriera emato-encefalica.
La somministrazione orale di LF, come è comune con la maggior parte dei farmaci proteici, è scarsamente assorbita dal tratto gastrointestinale umano (GIT) e porta a una riduzione terapeutica efficienza. Di conseguenza, i livelli di biodisponibilità orale assoluta di LF nativa possono essere inferiori all’1%. Nuovi sistemi di somministrazione per migliorare l’assorbimento di LF stanno attirando una crescente attenzione.
Le seguenti caratteristiche dovrebbero essere considerate quando si progetta la formulazione ideale per la somministrazione orale di LF: (1) sicurezza e biocompatibilità del sistema di somministrazione orale; (2) efficienza di intrappolamento; e (3) mantenimento o potenziamento delle proprietà terapeutiche naturali di LF.
LF è nota per essere parzialmente degradata dall’attività enzimatica nel GIT. È stato riportato che bLF è idrolizzata dalla tripsina in frammenti con varie masse molecolari ma i grandi frammenti ([* 30 kDa) hanno mostrato resistenza a ulteriore degradazione. LF può essere completamente degradata durante il passaggio attraverso lo stomaco e l’intestino tenue in vivo negli esseri umani. Gli enzimi nel GIT catalizzano i processi degradativi di LF attraverso la scissione idrolitica del legame peptidico (proteasi) o la modifica chimica della proteina come l’ossidazione e la fosforilazione. Tuttavia, ha dimostrato che bLF ha resistito alla principale degradazione proteolitica nel lume intestinale di topi adulti ed è stato trasportata attraverso il lume intestinale come una molecola intatta.
La barriera di assorbimento presentata dallo strato di gel di muco che copre il tessuto epiteliale gastrointestinale (GI) limita il trasferimento di LF a siti di azione sistemici. Piccole proteine e peptidi lipofili vengono assorbiti principalmente dalle cellule epiteliali attraverso la via transcellulare, mentre proteine e peptidi più idrofili e relativamente più grandi possono in misura limitata entrare nella circolazione sistemica attraverso la via paracellulare attraverso giunzioni strette. Le barriere enzimatiche e di assorbimento contribuiscono alla permeabilità intrinseca molto scarsa di LF attraverso l’epitelio intestinale.
Lattoferrina Liposomiale
In uno studio che impiegava bLF incapsulata in liposomi composti da fosfatidilcolina (PC), la somministrazione orale di LF liposomiale ha mostrato effetti più marcati in termini di soppressione rispetto a LF non liposomiale sul fattore di necrosi tumorale (TNF) indotto da LPS in sangue periferico (PBMC), nonché sull’espressione di TNF-a nel tessuto parodontale marginale. E’ stato dimostrato che i liposomi caricati con LF hanno migliorato la resistenza di LF agli enzimi digestivi, aumentando così l’effetto inibitorio di Lf somministrato per via orale sul riassorbimento osseo alveolare utilizzando modelli di parodontite indotta da LPS. Allo stesso modo, è stato pubblicato uno studio sull’impiego di LF liposomiale per gli effetti antitumorali su melanoma, grazie alla capacità dei liposomi di aumentare l’assorbimento della proteina e il suo accumulo nelle cellule, oltre a proteggere la LF dalla degradazione. La capacità dei liposomi di aumentare l’assorbimento di LF potrebbe essere spiegata dal loro accumulo nelle cellule e dalla capacità di proteggere Lf dalla degradazione enzimatica.
Lattoferrina: un elemento importante nella difesa dell’ospite
Neutrofili e lattoferrina
LF gioca un ruolo importante nella difesa dell’ospite, al suo rilascio dal neutrofilo. LF migliora anche l’attività delle cellule Natural Killer nella difesa immunitaria e può limitare l’ingresso del virus nelle cellule ospiti durante l’infezione. Come parte della risposta infiammatoria dell’ospite, i leucociti, inclusi i neutrofili, rilasciano LF dai loro granuli, dove è normalmente immagazzinato.
I neutrofili attivati rilasciano anche fibre di cromatina, note come trappole extracellulari dei neutrofili (NET), che intrappolano e uccidono, tra gli altri, i batteri. Queste reti modulano allo stesso modo sia l’infiammazione acuta che quella cronica. NET si trovano anche in varie condizioni autoimmuni come l’artrite reumatoide, il lupus eritematoso sistemico. È interessante notare che 106 neutrofili umani possono rilasciare 15 μg di LF.
Oltre al DNA e agli istoni, le fibre NET contengono proteine extranucleari e proteine come elastasi, mieloperossidasi (MPO) e LF. LF può anche servire da inibitore intrinseco del rilascio di NET in circolazione controllandone il rilascio.
Oltre ad essere parte integrante dei fluidi corporei, la LF senza ferro è immagazzinata nei granuli secondari citoplasmatici dei neutrofili. Durante l’infiammazione, LF viene rilasciato e la concentrazione di LF nel sito dell’infiammazione viene aumentata da 0,4–2,0 μg / mL a 200 μg / mL, giocando un ruolo importante nel meccanismo di feedback della risposta infiammatoria.
LF è anche sintetizzata a livello renale supportando il sistema di difesa immunitaria riducendo il ferro libero dalle urine e rendendolo quindi disponibile per le funzioni metaboliche. È noto che LF modula il suo effetto interagendo con specifici recettori cellulari delle cellule epiteliali e immunitarie e come lipopolisaccaride agli elementi batterici pro-infiammatori. Utilizzando due vie di segnalazione note, il fattore nucleare- kappa B (NF-κB) e la chinasi MAP, LF a livello cellulare modula la differenziazione, la maturazione, l’attivazione, la migrazione, la proliferazione e le funzioni delle cellule immunitarie.
In uno scenario in vitro di LF che supporta l’attivazione della risposta immunitaria, nel sito della lesione, LF accumula i neutrofili che promuovono l’interazione cellula-cellula e l’attivazione della fagocitosi da parte dei leucociti polimorfonucleati (PMN) e dei macrofagi. Di conseguenza, le citochine pro-infiammatorie diminuiscono di numero e l’attività delle cellule natural killer (NK) aumenta supportando così l’attivazione dei linfociti.
Ruolo della lattoferrina nell’attivazione delle cellule immunitarie. La lattoferrina entra nei microvilli intestinali attraverso l’aiuto dei di alcuni recettori presenti sulla superficie mucosa delle cellule intestinali. La molecola della lattoferrina aumenta ulteriormente la risposta immunitaria a causa di IFN- γ, TNF- α, IL-6 e attivando cellule NK, PMN e CD3 +
La Lattoferrina nel trattamento della malattia parodontale
La lattoferrina viene utilizzata anche nel trattamento della malattia parodontale, grazie alla sua azione batteriostatica contro batteri che formano la placca, come Streptococcus mitis, Streptococcus gordoni, Streptococcus salivarius e Streptococcus mutans.
La lattoferrina è una delle proteine presenti nella saliva. La concentrazione di LF nel fluido crevicolare gengivale dipende dal volume della saliva secreta, ma anche dalla condizione patologica del cavo orale. È stato mostrato in i campioni raccolti localmente dalla cavità orale di pazienti con malattie gengivali, la concentrazione di LF è aumentata a 63 ng / sito, mentre in quelli con malattia parodontale è aumentato a 90 ng / sito, rispetto ai livelli sani soggetti (36 ng / sito / sito). Il significato di LF nelle malattie parodontali è enfatizzato da studi sperimentali. Nei test su topi con knockout di lattoferrina (LFKO – / -) e indotto da alloxano diabete, gli animali erano più suscettibili alla parodontite indotta da Aggregatibacter actinomycetemcomitans.
Le malattie parodontali sono associate all’infiammazione del tessuto che circonda il dente, a causa dell’accumulo della placca sottogengivale formata principalmente da batteri Gram-negativi.
Un nuovo metodo di trattamento della malattia parodontale utilizza la LF bovina che:
- inibisce il processo infiammatorio legandosi liberamente agli ioni ferro
- si legano alla superficie dei batteri
- inibisce la crescita del biofilm
Le proprietà batteriostatiche di LF sono confermate da prove cliniche. Il problema frequente dell’alitosi (cattivo odore orale) causato dal metabolismo batterico si riscontra in circa il 50% dei pazienti nel mondo, e nel 90% l’eziologia è correlata ai processi microbici nella cavità orale. È accompagnato dalla presenza di placca e tartaro, malattie parodontali, come la parodontite e infezioni che coinvolgono protesi, carie, ulcere alla bocca e ulcerazioni.
In studi randomizzati, ai pazienti con alitosi è stata somministrata una singola dose orale di un farmaco commerciale, una compressa contenente 20 mg di lattoferrina, 2,6 mg di lattoperossidasi, e 2,6 mg di glucosio ossidasi. Già 30 minuti dopo la somministrazione della compressa, il cattivo odore è stato inibito.
Proprietà antimicrobiche della Lattoferrina
Una delle caratteristiche più note di LF è che è antibatterico, antivirale, antifungino, antinfiammatorio e anti- cancerogeno. La sua capacità di limitare la disponibilità di ferro ai microbi è una delle sue proprietà amicrobiche cruciali.
L’effetto battericida è una proprietà molto importante dell’LF, rendendolo un’interessante alternativa agli antibiotici resistenza. È stato dimostrato che la lattoferrina è un agente antimicrobico efficace.
L’attività antibatterica della lattoferrina è attribuita alla sua capacità di sequestrare il ferro, un elemento necessario per la crescita e la proliferazione di microrganismi nei fluidi corporei. Inibizione della proliferazione batterica da parte di la lattoferrina tramite chelazione del ferro libera è una delle sue prime funzioni scoperte. È stata determinata la sua attività antibatterica da studi in vitro in cui la soluzione allo 0,5% della lattoferrina purificata ottenuta dal latte umano, priva di immunoglobulina, lisozima e transferrina, sono stati posti sulla superficie del gel con due specie di batteri, Staphylococcus albus e Staphylococcus aureus.
È stato dimostrato che LF inibisce la crescita di S. albus e l’introduzione di ferro ionizzato nel la soluzione di lattoferrina ha neutralizzato quell’effetto.
La lattoferrina ha anche un effetto battericida non correlato al legame del ferro. Ha la capacità di influenzare i batteri direttamente, grazie alla sua struttura specifica con una regione N-terminale altamente caricata positivamente. Agendo sulle pareti cellulari dei batteri Gram positivi, LF è in grado di disintegrarsi loro, aumentando la loro permeabilità e di conseguenza inducendo la morte cellulare.
LF si lega al lipopolisaccaride (LPS), parte integrante delle pareti dei batteri Gram-negativi, che porta alla loro disintegrazione. Studi sperimentali hanno dimostrato che l’effetto battericida dell’LF dipende dalla sua concentrazione. Un contatto diretto della lattoferrina con la pepsina nello stomaco porta alla digestione o degradazione idrolitica. La lattoferrina così generata ha un effetto antibatterico più potente e uno spettro più ampio di azione rispetto a LF nativa. L’effetto inibitorio sui microrganismi si ottiene a una dose bassa (0,5-500 mg / mL).
LF mostra anche un effetto sinergico in combinazione con antibiotici. Il meccanismo consistente nell’aumentare la permeabilità della parete cellulare facilita la penetrazione dell’antibiotico nel citoplasma della cella di destinazione. Ciò si traduce in un’azione chemioterapica più rapida ed efficace.
Proprietà antibatteriche della Lattoferrina
I batteri hanno sviluppato vari modi per sequestrare il ferro. Nella figura viene mostrato come i batteri acquisiscono il ferro attraverso il riconoscimento mediato dai recettori di transferrina, emopexina, emoglobina o complessi emoglobina-aptoglobina e anche LF. Oltre a legarlo direttamente dall’ambiente, i siderofori batterici possono ottenere ferro rimuovendolo dalla transferrina, dalla lattoferrina o dalla ferritina. Questi complessi sideroforo-ferro vengono quindi riconosciuti dai recettori presenti sul batterio.
Le funzioni immunitarie innate dell’ospite sono supportate dalla proteina circolante, la siderocalina, nota anche come lipocalina associata alla gelatinasi neutrofila (NGAL), lipocalina2 o Lcn2 poiché inibisce l’acquisizione e il rilascio di ferro mediati dai siderofori.
Sebbene LF abbia vari mezzi per contrastare i batteri come parte della sua funzione immunitaria, è anche in grado di essere dirottato a beneficio delle attività dei batteri. Pertanto, i batteri possono anche sfruttare l’LF rimuovendo il suo ferro ferrico legato. Questo processo comporta la sintesi di chelanti di ioni ferrici ad alta affinità da parte dei batteri, l’acquisizione del ferro tramite LF o il legame della transferrina, mediata dai recettori batterici superficiali specifici del batterio, o l’acquisizione del ferro attraverso le riduttasi batteriche, che sono in grado di ridurre il ferro ferrico in ioni ferrosi.
Diversi patogeni Gram-negativi, inclusi membri dei generi Neisseria e Moraxella, hanno sviluppato sistemi a due componenti in grado di estrarre il ferro dall’ospite. N. meningitidis è una delle principali cause di meningite batterica nei bambini. Mentre la maggior parte dei batteri patogeni impiega siderofori per chelare il ferro, Neisseria ha sviluppato una serie di trasportatori di proteine che dirottano direttamente il ferro sequestrato nella transferrina ospite, nella lattoferrina e nell’emoglobina. Tuttavia, più del 90% di LF nel latte umano è sotto forma di apolattoferrina, che compete con i batteri siderofili per il ferro ferrico e interrompe la proliferazione di questi microbi e altri patogeni. Allo stesso modo gli integratori di LF possono svolgere un ruolo importante per contrastare i processi batterici. La LF è di conseguenza un elemento significativo della difesa dell’ospite ei suoi livelli possono variare in salute e durante la malattia. È quindi noto per essere un modulatore delle risposte immunitarie innate e adattive.
Proprietà antivirali della Lattoferrina
L’effetto antivirale di LF consiste nell’inibire la replicazione del DNA virale e dell’RNA. Uno dei meccanismi di azione, confermata in modelli sperimentali, è il suo effetto protettivo sulle cellule prive di virus. È stata osservata anche LF legarsi direttamente alle molecole nelle strutture dei virus come HSV, HIV e HCV.
Un altro meccanismo dell’azione antivirale di LF è la sua capacità di bloccare i recettori della superficie cellulare. L’affinità di LF per i glicosaminoglicani provoca il blocco iniziale dei siti di legame del virus fase di infezione. Ciò impedisce l’uso di molecole di superficie come recettori o corecettori specifici per i diversi tipi di virus e impedisce la fusione virale. Questo meccanismo è stato descritto, tra l’altro, in HBV, HPV, HSV e HIV. È stato anche dimostrato che l’effetto dell’apolattoferrina su alcuni virus era maggiore di quello dell’olo-lattoferrina.
La lattoferrina ha chiaramente benefici immunologici, oltre ad avere un importante ruolo antibatterico e antivirale. Poiché è noto che interferisce con alcuni dei recettori utilizzati dai coronavirus, può contribuire utilmente alla prevenzione e al trattamento delle infezioni da questi ultimi. Il legame LF – HSPG impedisce il primo contatto tra virus e cellule ospiti e quindi previene la successiva infezione. Gli stessi HSPG non sono sufficienti per l’ingresso di SARS-CoV.
Tuttavia, nelle infezioni da SARS-CoV, gli HSPG svolgono un ruolo importante nel processo di ingresso cellulare. I siti di ancoraggio forniti dagli HSPG consentono il contatto iniziale tra il virus e le cellule ospiti e la concentrazione di particelle virali sulla superficie cellulare. Il SARS-CoV legato agli HSPG rotola quindi sulla membrana cellulare ed esegue la scansione di recettori di ingresso specifici, il che porta al successivo ingresso cellulare.
LF migliora l’attività delle cellule naturali killer e stimola l’aggregazione e l’adesione dei neutrofili nella difesa immunitaria e può limitare l’ingresso del virus nelle cellule ospiti durante l’infezione. Suggeriamo che questo processo potrebbe essere lo stesso per COVID-19, offrendo così strategie utili per la prevenzione e il trattamento. Attualmente, c’è anche un rinnovato interesse per il blocco ACE2 e HSPG, come discusso nell’introduzione. LF può quindi essere un ottimo integratore da assumere, non solo come contributo alla prevenzione ma forse come terapia in caso di diagnosi di COVID-19. Possibile azione di lattoferrina occupando siti di legame di SARS-CoV-2 che causa COVID-19.
L’ingresso nelle cellule ospiti si verifica quando SARS-CoV-2 si attacca per la prima volta ai proteoglicani di Heparan solfato (HSPG). Questo attaccamento avvia il primo contatto tra la cellula e il virus, concentrando il virus sulla superficie cellulare, seguito dal legame del virus al recettore ospite (ACE2) e l’associazione e l’ingresso sono quindi facilitati tramite fosse rivestite di clatrina. La replicazione del virus può quindi avvenire all’interno della cellula. Una delle caratteristiche della lattoferrina è che si attacca agli HSPG. Attualmente non siamo a conoscenza se ACE2 sia anche un recettore per la lattoferrina. La lattoferrina può bloccare l’ingresso di SARS-CoV-2 nella cellula ospite, occupando HPSG, prevenendo così l’attaccamento e l’accumulo iniziale di SARS-CoV-2 sulla membrana della cellula ospite.
Livelli ridotti di lattoferrina salivare sono specifici per la malattia di Alzheimer
La malattia di Alzheimer (AD) è una delle malattie neurodegenerative più devastanti e rappresenta una delle principali preoccupazioni per la salute pubblica con oltre 30 milioni di persone colpite in tutto il mondo. La causa della malattia è ancora sconosciuta, ma l’ipotesi più accettata afferma che l’accumulo di amiloide-β (Aβ) nel cervello potrebbe inizialmente innescare la cascata patologica.
Evidenze accumulate suggeriscono che le infezioni batteriche e virali possono essere implicate nella patogenesi dell’AD. Nella cascata di eventi che precedono l’AD, i microrganismi orali e gastrointestinali possono svolgere un ruolo e diversi tipi di microbi hanno dimostrato di stimolare l’aggregazione e la deposizione di Aβ. Pertanto, può esistere un’interazione tra fattori di rischio genetici e ambientali, comprese le tossine e / o patogeni batterici, virali e fungini nella forma sporadica di AD a insorgenza tardiva che riflette la sua eziologia complessa e multifattoriale.
La questione se le infezioni orali possano essere considerate un fattore di rischio per l’AD ha generato negli ultimi anni una notevole ricerca. Le proteine e i peptidi antimicrobici (APP), chiamati anche” agenti di difesa dell’ospite”, sono le molecole effettive primarie dell’immunità innata. Un nuovo ruolo per le APP è stato proposto nella patologia dell’AD. Il ruolo emergente dei microbi e delle vie immunitarie innate nella patologia dell’AD suggerisce anche che le APP possono essere prese in considerazione per interventi terapeutici precoci in futuri studi clinici. Agenti patogeni e marker di infezioni cerebrali sono coinvolti nell’aggregazione dell’amiloide, rafforzando la possibile relazione tra AD e infezioni cerebrali.
I biomarcatori che riflettono l’integrità del sistema immunitario innato potrebbero quindi essere utili sia per una diagnosi accurata che precoce, nonché per la prognosi della malattia. Un promettente candidato biomarcatore è la lattoferrina (LF), una proteina legante il ferro appartenente alla famiglia della transferrina ed espressa in tutti i fluidi corporei, in particolare nei fluidi esocrini, lacrime o saliva.
LF ha un’ampia varietà di funzioni fisiologiche tra cui attività antiossidanti, proprietà neuroprotettive, regolazione della risposta immunitaria, potenziale antinfiammatorio e anti-cancerogeno. Inoltre, la Lf è stata precedentemente rilevata nelle placche senili, nei grovigli neurofibrillari e nella microglia del cervello di AD.
Poiché LF è uno dei principali peptidi antimicrobici nella saliva, rappresenta inoltre un importante elemento difensivo inducendo un ampio spettro di effetti antimicrobici contro batteri, funghi, protozoi, virus e lieviti. Gli effetti antimicrobici di LF sono conferiti dalla sua regione N-terminale con carica altamente positiva. Queste funzioni sono mantenute dai suoi prodotti di idrolisi, una serie di peptidi derivati da LF che, trattenendo la regione cationica N-terminale della proteina nativa, mantengono anche molte delle attività di LF e in alcuni casi possono essere anche più potenti del genitore proteina.
Di seguito, viene presentato uno studio che può risultare estremamente interessante nel dosaggio da della lattoferrina salivare come un nuovo biomarcatore diagnostico aMCI / AD. Secondo un primo studio, la lattoferrina salivare ha aiutato a classificare in maniera precisa tutti i pazienti con aMCI / AD e tutti i soggetti cognitivamente sani e ha mostrato una correlazione molto alta con i biomarcatori CSF convalidati. Inoltre, in un secondo studio (coorte “non clinica”), sono stati trovati individui apparentemente sani con bassi livelli di lattoferrina saliva che erano ad alto rischio di convertirsi alla demenza aMCI / AD (più del 77%).
Di conseguenza, e sebbene siano necessari ulteriori studi clinici, si può ipotizzare che la lattoferrina salivare può emergere come biomarcatore preciso ed affidabile per la diagnosi di aMCI / AD e può aiutare a identificare, dopo uno screening della popolazione generale, quei soggetti “apparentemente sani” che soffrono di underdiag – Alzato il naso in stadio preclinico AD o addirittura MCI.
È abbastanza ben noto che la diagnosi clinica dei pazienti con aMCI / AD è impegnativa. Tuttavia, l’accuratezza della diagnosi clinica di AD da parte dei medici specializzati in questo studio è di circa il 90%, simile a quella riportata altrove. È interessante notare che, dopo una valutazione più approfondita dei risultati ottenuti nello studio di correlazione con biomarcatori (lattoferrina salivare vs. tau totale CSF e CSF Ab42), è stato scoperto che sebbene tutti i partecipanti cognitivamente normali avevano livelli di lattoferrina normali / alti (7,3 mg / mL), 7 su 68 (10%) possono avere patologia preclinica di Alzheimer, in base ai loro livelli di Ab42 nel CSF. Dopo aver monitorato l’evoluzione clinica di questi 7 soggetti, è stato scoperto che uno di loro, con livelli di lattoferrina di 8 mg / mL (vicini al valore di cutoff), si è convertito in MCI 6 anni dopo. Ciò può suggerire che il declino della lattoferrina salivare avvenga in una fase successiva del processo preclinico di DA, principalmente quando compare un deficit cognitivo sottile, tenendo conto del modello ipotetico della cronologia.
Inoltre, abbiamo scoperto che 7 dei 59 (11,9%) pazienti con diagnosi clinica di AD mostravano livelli normali di CSF Ab42. Quattro di questi 7 pazienti avevano livelli normali di Ab42 nel liquido cerebrospinale ma alti livelli totali di tau. Quest’ultimo può suggerire che la lattoferrina salivare può anche funzionare come biomarcatore
di disfunzione corticale / cognitiva associata ad altri tipi di demenza oltre all’AD. Infatti, a questi 4 pazienti è stata diagnosticata clinicamente una demenza mista di AD, inclusa la componente vascolare e la demenza con corpi di Lewy. I risultati forniscono anche la prova che la lattoferrina salivare può funzionare per identificare soggetti “apparentemente sani” che soffrono di AD preclinico in stadio avanzato o aMCI, un numero elevato dei quali è attualmente sottodiagnosticato.
La lattoferrina, un importante modulatore della risposta immunitaria e dell’infiammazione, rappresenta un importante elemento difensivo inducendo un ampio spettro di effetti antimicrobici. Un nuovo ruolo per i peptidi antimicrobici è stato proposto nella patologia dell’AD come agenti patogeni e marcatori di infezioni cerebrali coinvolti nell’aggregazione dell’amiloide, rafforzando la relazione tra AD e infezioni cerebrali.
La lattoferrina salivare classifica in modo robusto i pazienti con aMCI e AD da soggetti sani di controllo. L’accuratezza del rilevamento è uguale o superiore a quella ottenuta da altri studi pubblicati sul sangue e sul liquido cerebrospinale. Tuttavia, la saliva è di gran lunga più conveniente e più facile da ottenere e costa meno da acquisire rispetto al sangue e al liquido cerebrospinale. Inoltre, il biomarcatore è costituito da una singola proteina, la lattoferrina, a differenza di altre basate su un insieme di proteine, lipidi o array di RNA, rendendolo più utile per lo screening in studi clinici su larga scala e per un uso clinico futuro.
Sono necessarie ulteriori analisi di coorte longitudinali per valutare come il marker della lattoferrina salivare possa aiutare a differenziare tra AD e altre malattie neurodegenerative, inclusa la demenza con corpi di Lewy o la demenza frontotemporale. Infine, ci proponiamo di studiare la correlazione dei livelli di lattoferrina salivare con i biomarcatori fondamentali del CSF e la neuroimaging PET e le potenziali variabili confondenti, inclusi i disturbi di co-morbidità, lo stato fisiologico o la dieta. Questi nuovi studi sarebbero altamente raccomandati, fornendo una linea indicativa della capacità della lattoferrina salivare di identificare i pazienti affetti da aMCI / AD. Inoltre, può funzionare anche per identificare soggetti “apparentemente sani” che soffrono di AD preclinico in stadio avanzato o aMCI, un numero elevato dei quali è attualmente sottodiagnosticato. Si ritiene quindi che
questi risultati possano rappresentare un progresso significativo nel consenso del National Institute on Aging e dell’Alzheimer’s Association per i biomarcatori dell’AD preclinico.
Dott. Mauro Mantovani
Responsabile Ricerca e Sviluppo IMBIO
Direttore Scientifico IMBIO Academy
Riferimenti: Lattoferrina, Sistema immunitario, Covid-19
Redattore: Dott. Mauro Mantovani
Bibliografia a supporto:
– E. Carro et al. / Alzheimer’s & Dementia: Diagnosis, Assessment & Disease Monitoring 8 (2017) 131-138
– J.R. Kanwat et. Al. Multifunctional Iron Bound Lactoferrin and Nanomedicinal Approaches to Enhance Its Bioactive Functions May 2015, Molecules
– Douglas B. Kell Front. Immunol., 28 May 2020 The Biology of Lactoferrin, an Iron-Binding Protein That Can Help Defend Against Viruses and Bacteria