Głównymi zadaniami badawczymi projektu są:

• przygotowanie form laktoferyny o różnym poziomie wysycenia jonami żelaza i manganu
• badanie roli laktoferyny (wysyconej i nie wysyconej jonami Fe) na zmianę liczebności populacji bakterii chorobotwórczych i nie chorobotwórczych, wchodzących w skład mikroflory jelit.
• działanie laktoferyny oraz bakterii probiotycznych zarówno na tworzenie białek połączeń ścisłych pomiędzy komórkami nabłonka jelitowego, jak i na komórki układu immunologicznego.

Ryc. 1. Różne formy laktoferyny otrzymane w wyniku modyfikacji bydlęcej laktoferyny, od lewej kolejno: apolaktoferyna (pozbawiona jonów metali), hololaktoferyna (wysycona jonami żelaza) i laktoferyna wysycona jonami manganu.

Zdjęcie z kolekcji własnej Zakładu Bakteriologii, Ekologii Drobnoustrojów i Parazytologii.

Nowatorskim rozwiązaniem projektu jest opracowanie i zastosowanie modelu zwierzęcego dotyczącego zjawiska translokacji mikroflory ze światła jelita do krwi oraz śledziony z wykorzystaniem osesków szczurzych.

Model zwierzęcy zostanie wykorzystany do określenia wpływu różnych form laktoferyny na zjawisko translokacji bakteryjnej w warunkach in vivo.

Ryc. 2. Osesek szczurzy.

Zdjęcie z kolekcji własnej Zakładu Bakteriologii, Ekologii Drobnoustrojów i Parazytologii.

Ryc.3. Metoda fluorescencyjnego barwienia na obecność białka połączeń ścisłych – okludyny – w monowarstwie komórek linii Caco-2 (przeciwciało anty-okludyna sprzężone z barwnikiem FITC). Półilościowa skala (0-3) pozwala na stwierdzenie odpowiednio braku lub obecność niskiego, średniego, wysokiego poziomu syntezy białek połączeń ścisłych.

PMID: 27757565.

Ryc. 4. Oddziaływania pomiędzy laktoferyną a LPS w obecności makrofaga. A. Aktywacja makrofaga przez LPS przez receptor TLR4 indukuje sekrecję cytokin prozapalnych (IL-6, TNF-α). B. Laktoferyna nie powoduje aktywacji makrofaga. C. Mieszanina laktoferyny i LPS nie wywołuje aktywacji makrofaga z powodu tworzenia kompleksu laktoferyna-LPS, który nie aktywuje receptora TLR4. D. Wolna, niezwiązana laktoferyna jest niezbędna do zahamowania zależnej od LPS aktywacji makrofaga. Usunięcie wolnej laktoferyny przez zmianę medium przed dodaniem LPS skutkuje wydajną aktywacją makrofaga. MΦ – makrofag, Lf – lactoferrin, LPS – lipopolisacharyd, LfR – receptor laktoferyny, TLR4 – Toll-like receptor 4.

PMID:27757565.

Ryc. 5. Hipoteza na temat wpływu laktoferyny na homeostazę bariery jelitowej u noworodków. A. W przypadku niewystarczającej podaży laktoferyny przerwanie warstwy śluzowej prowadzi do utraty integralności bariery jelitowej i translokacji mikroorganizmów i antygenów pochodzenia mikrobiologicznego ze światła jelita do tkanek. Penetrujące komórki układu odpornościowego inicjują reakcję zapalną mediowaną przez cytokiny takie jak IL-6 i TNF-α. B. Suplementacja diety laktoferyną pozwala na neutralizację antygenów bakteryjnych (zwłaszcza LPS) w świetle jelita i zmniejszenia reakcji zapalnej. MΦ – makrofag, Lf – lactoferrin, LPS – lipopolisacharyd, LfR – receptor laktoferyny. TLR4 – toll-like receptor 4.

PMID:27757565.