Структура и ингибирующая активность лактоферрина по отношению к вирусу гриппа

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Активный антигенный дрейф позволяет вирусу гриппа частично или полностью избегать распознавания иммунной системой. Для лечения применяются ингибиторы протон-селективного ионного канала М2 и ингибиторы нейраминидазы, имеющие нежелательные побочные эффекты и провоцирующие появление устойчивых к терапии штаммов вируса. Это обосновывает необходимость поиска новых терапевтических агентов. Лактоферрин (ЛФ) является гликопротеином с молекулярной массой 75—80 kDa, способным связывать ионы металлов. Наибольшие концентрации ЛФ выявляются в молозиве и молоке, значительное количество депонировано в гранулах нейтрофилов. Структура доменов ЛФ молока человека, коровы, козы, свиньи, лошади, верблюда, буйвола гомологична. ЛФ взаимодействует как со специфическими рецепторами, так и с рецепторами эндоцитоза (LRP), Toll-подобными, сигнальными рецепторами на поверхности различных типов клеток. Лактоферрин человека и животных обладает выраженной противовирусной активностью. Данный гликопротеин способен оказывать модулирующее воздействие на иммунную систему, включая гуморальный и клеточный иммунный ответ, регулировать окислительно-восстановительные реакции. Однако литературные данные о роли данного белка в профилактике и лечении гриппа малочисленны. Описана ингибирующая активность ЛФ по отношению к вирусам гриппа А и В, включая штаммы H1N1, H5N1, H7N1, H3N2. Установлено, что ЛФ связывает гемагглютинин вируса, предотвращая взаимодействие с клеткой; блокирует программируемую клеточную смерть, способствующую распространению вируса на поздних стадиях инфекции, через взаимодействие с каспазой 3; блокирует сборку вируса. Пептиды, синтезированные на основе структуры С-домена ЛФ, демонстрируют выраженную ингибирующую активность по отношению к штаммам вируса. Применение ЛФ в качестве адъюванта при вакцинации более эффективно, чем оксида алюминия. Дальнейшее изучение влияния ЛФ на вирус гриппа и иммунный ответ при заражении необходимо для разработки новых методов профилактики и лечения.

Об авторах

В. Н. Зорина

ФГУПГосНИИособо чистых биопрепаратов ФМБА России

Автор, ответственный за переписку.
Email: nilimmun@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-9183-7663

Зорина Вероника Николаевна - доктор биологических наук, заместитель директора по научной работе.

197110, Санкт-Петербург, ул. Пудожская, 7, Тел.: 8 (812) 499-17-03

Россия

Список литературы

  1. Зорина В.Н., Зорин Н.А. Белковые компоненты врожденного иммунитета в защите от патогенной инвазии // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2013. № 3. С. 111—117.
  2. Actor J.K., Hwang S.A., Kruzel M.L. Lactoferrin as a natural immune modulator. Curr. Pharm. Des., 2009, vol. 15, no. 17, pp. 1956-1973.
  3. Ammendolia M.G., Agamennone M., Pietrantoni A., Lannutti F., Siciliano R.A., De Giulio B., Amici C., Superti F. Bovine lactoferrin-derived peptides as novel broad-spectrum inhibitors of influenza virus. Pathog. Glob. Health., 2012, vol. 106, no. 1, pp. 12-19. doi: 10.1179/2047773212Y.0000000004
  4. Berlutti F., Pantanella F., Natalizi T., Frioni A., Paesano R., Polimeni A., Valenti P. Antiviral properties of lactoferrin — a natural immunity molecule. Molecules, 2011, vol. 16, no. 8, pp. 6992-7018. doi: 10.3390/molecules16086992
  5. Carvalho C.A.M., Casseb S.M.M., Gonsalves R.B., Silva E.V.P., Gomes A.M.O., Vasconcelos P.F.C. Bovine lactoferrin activity against Chikungunya and Zika viruses. J. Gen. Virol., 2017, vol. 98, no. 7, pp. 1749-1754. doi: 10.1099/jgv.0.000849
  6. Chen J.M., Fan Y.C., Lin J.W., Chen Y.Y., Hsu W.L., Chiou S.S. Bovine lactoferrin inhibits dengue virus infectivity by interacting with heparan sulfate, low-density lipoprotein receptor, and DC-SIGN. Int. J. Mol. Sci., 2017, vol. 18, no. 9: E1957. doi: 10.3390/ijms18091957
  7. Kawasaki Y., Isoda H., Shinmoto H., Tanimoto M., Dosako S., Idota T., Nakajima I. Inhibition by kappa-casein glycomacropep-tide and lactoferrin of influenza virus hemagglutination. Biosci BiotechnolBiochem., 1993, vol. 57, no. 7, pp. 1214-1215.
  8. Legrand D., Elass E., Carpentier M., Mazurier J. Lactoferrin: a modulator of immune and inflammatory responses. Cell. Mol. Life Sci., 2005, vol. 62, no. 22,pp. 2549-2559. doi: 10.1007/s00018-005-5370-2
  9. Levay P.F., Viljoen M. Lactoferrin: a general review. Haematologica, 1995, vol. 80, pp. 252-267.
  10. Moguilevsky N., Retegui L.A., Masson P.L. Comparison of human lactoferrins from milk and neutrophilic leucocytes. Relative molecular mass, isoelectric point, iron-binding properties and uptake by the liver. Biochem. J, 1985, vol. 229, pp. 353-359. doi: 10.1042/bj2290353
  11. Ng T.B., Cheung R.C., Wong J.H., Wang Y., Ip D.T., Wan D.C., Xia J. Antiviral activities of whey proteins. Appl. Microbiol. Biotechnol,, 2015, vol. 99, no. 17,pp. 6997-7008. doi: 10.1007/s00253-015-6818-4
  12. Pandey R.P., Kim D.H., Woo J., Song J., Jang S.H., Kim J.B., Cheong K.M., Oh J.S., Sohng J.K. Broad-spectrum neutralization of avian influenza viruses by sialylated human milk oligosaccharides: in vivo assessment of 3’-sialyllactose against H9N2 in chickens. Sci. Rep., 2018, vol. 8, no. 1:2563. doi: 10.1038/s41598-018-20955-4
  13. Pietrantoni A., Dofrelli E., Tinari A., Ammendolia M.G., Puzelli S., Fabiani C., Donatelli I., Superti F. Bovine lactoferrin inhibits influenza A virus induced programmed cell death in vitro. Biometals, 2010, vol. 23, no. 3, pp. 465—475. doi: 10.1007/s10534-010-9323-3
  14. Pietrantoni A., Ammendolia M.G., Superti F. Bovine lactoferrin: involvement of metal saturation and carbohydrates in the inhibition of influenza virus infection. Biochem. Cell Biol, 2012, vol. 90, no. 3, pp. 442—448. doi: 10.1139/o11-072
  15. Puddu P., Latorre D., Carollo M., Catizone A., Ricci G., Valenti P., Gessani S. Bovine lactoferrin counteracts Toll-like receptor mediated activation signals in antigen presenting cells. PLoS One, 2011, vol. 6, no. 7: e22504. doi: 10.1371/journal.pone.0022504
  16. Scala M.C., Sala M., Pietrantoni A., Spensiero A., Di Micco S., Agamennone M., Bertamino A., Novellino E., Bifulco G., Gomez-Monterrey I.M., Superti F., Campiglia P. Lactoferrin-derived peptides active towards influenza: identification of three potent tetrapeptide inhibitors. Sci. Rep., 2017, vol. 7, no. 1, pp. 10593. doi: 10.1038/s41598-017-10492-x
  17. Sharma S., Sinha M., Kaushik S., Kaur P., Singh T.P. C-lobe of lactoferrin: the whole story of the half-molecule. Biochem. Res. Int, 2013, vol. 2013, 8p. doi: 10.1155/2013/271641
  18. Sherman M.P., Pritzl C.J., Xia C., Miller M.M., Zaghouani H., Hahm B. Lactoferrin acts as an adjuvant during influenza vaccination of neonatal mice. Biochem. Biophys. Res. Commun., 2015, vol. 467, no. 4, pp. 766—770. doi: 10.1016/j.bbrc.2015.10.067
  19. Shin K., Wakabayashi H., Yamauchi K., Teraguchi S., Tamura Y., Kurokawa M., Shiraki K. Effects of orally administered bovine lactoferrin and lactoperoxidase on influenza virus infection in mice. J. Med. Microbiol., 2005, vol. 54, pt. 8, pp. 717—723. doi: 10.1099/jmm.0.46018-0
  20. Siqueiros-Cendon T., Arevalo-Gallegos S., Iglesias-Figueroa B.F., Garcla-Montoya I.A., Salazar-Martlnez J., Rascon-Cruz Q. Immunomodulatory effects of lactoferrin. Acta Pharmacol. Sin., 2014, vol. 35, no. 5, pp. 557—566. doi: 10.1038/aps.2013.200
  21. Spadaro M., Montone M., Arigoni M., Cantarella D., Forni G., Pericle F., Pascolo S., Calogero R.A., Cavallo F. Recombinant human lactoferrin induces human and mouse dendritic cell maturation via Toll-like receptors 2 and 4. FASEB J., 2014, vol. 28, no. 1, pp. 416-429. doi: 10.1096/fj.13-229591
  22. Taha S.H., Mehrez M.A., Sitohy M.Z., Abou Dawood A.G., Abd-El Hamid M.M., Kilany W.H. Effectiveness of esterified whey proteins fractions against Egyptian Lethal Avian Influenza A (H5N1). Virol J., 2010, vol. 7:330. doi: 10.1186/1743-422X-7-330
  23. Van Splunter M., Perdijk O., Fick-Brinkhof H., Feitsma A.L., Floris-Vollenbroek E.G., Meijer B., Brugman S., Savelkoul H.F.J., van Hoffen E., van Neerven R.J.J. Bovine lactoferrin enhances TLR7-mediated responses in plasmacytoid dendritic cells in elderly women: results from a nutritional intervention study with bovine lactoferrin, GOS and vitamin D. Front. Immunol., 2018, vol. 9: 2677. doi: 10.3389/fimmu.2018.02677
  24. Wakabayashi H., Oda H., Yamauchi K., Abe F. Lactoferrin for prevention of common viral infections. J. Infect. Chemother., 2014, vol. 20,pp. 666- 671. doi: 10.1016/j.jiac.2014.08.003
  25. Wang M., Sun Z., Yu T., Ding F., Li L., Wang X., Fu M., Wang H., Huang J., Li N., Dai Y. Large-scale production of recombinant human lactoferrin from high-expression, marker-free transgenic cloned cows. Sci. Rep., 2017, vol. 7, no. 1: 10733. doi: 10.1038/s41598-017-11462-z
  26. Yamauchi K., Wakabayashi H., Shin K., Takase M. Bovine lactoferrin: benefits and mechanism of action against infections. Biochem. Cell Biol., 2006, vol. 84, no. 3, pp. 291-296. doi: 10.1139/o06-054
  27. Yang D., de la Rosa G., Tewary P., Oppenheim J.J. Alarmins link neutrophils and dendritic cells. Trends Immunol., 2009, vol. 30, no. 11,pp. 531-537. doi: 10.1016/j.it.2009.07.004
  28. Yemets A.I., Tanasienko I.V., Krasylenko Y.A., Blume Y.B. Plant-based biopharming of recombinant human lactoferrin. Cell Biol. Int., 2014, vol. 38, pp. 989-1002. doi: 10.1002/cbin.10304

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Зорина В.Н., 2020

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 64788 от 02.02.2016.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах