Neben der Aufgabe Eisen zu transportieren zeigt Laktoferrin (LF) antimikrobielle, antibakterielle, antiparasitäre, antivirale, antiinflammatorische und antikanzerogene Wirkungen und verfügt außerdem über die Eigenschaft die Proliferation, Differenzierung und Migration von Zellen zu beeinflussen [ADLEROVA et al., 2008]. Mit der Frage, wodurch diese Wirkungen zustande kommen, beschäftigen sich unterschiedlichste Forschungsgruppen seit Jahrzehnten. Durch diese Masterarbeit konnte erstmals die unterschiedliche Wirkung von rekombinantem humanen Laktoferrin (rhLF) aus transgenem Reis im Vergleich zu bLF gezeigt werden. Im Fokus der Beobachtung standen die Aktivierung der Signalproteine, p38 MAPK, ERK1/2 und Smad-2 (Analyse mittels Westernblot), die Stimulierung der Expression Extrazellulärmatrix- modellierender Proteine (Analyse mittels rtPCR) und das Proliferationsverhalten von Caco-2 Zellen (Bestimmung mittels MTT-Test) und THP-1 Monozyten (Zellzahlbestimmung mittels Casy). Caco-2 Zellen zeigten weder im undifferenzierten noch im differenzierten Stadium, weder bei kürzester noch bei längster Inkubationszeit und weder bei niedrigster (0,5µg/ml) noch bei höchster (500µg/ml) Konzentration an rhLF eine signifikante Aktivierung von p38, ERK1/2 und Smad2 oder eine Stimulierung der Expression von PAI-1, MMP-1, -2, -3 und -9. Die Proliferation der Caco-2 Zellen stieg mit zunehmender Konzentration und längerer Inkubation mit rhLF(51%, n.s.). Der Vergleich mit bLF zeigte eine signifikante doppelte Aktivierung von Smad2 und eine schwächere Proliferationssteigerung (25%, n.s.) in undiff. Caco-2 Zellen. In THP-1 Monozyten konnte in Antwort auf rhLF eine Stimulierung der Phosphorylierung von p38, jedoch nicht von ERK1/2 und Smad2 festgestellt werden. Die Expression von uPA, MMP-2, LRP-1, a2M und PAI-1 wurde nicht signifikant verstärkt, jedoch die von MMP-1, -9 und ICAM-1. Im Vergleich dazu führte bLF neben der p38 Aktivierung auch zu einer massiven Erhöhung von p-Smad2 (26,5-fach nach 1-stündiger Inkubation, p<0,001) in THP-1 Monozyten, die mit einer massiven Expressionssteigerung von PAI-1 (18,6-fach, p<0,001) einherging. MMP-1, MMP-9 und ICAM-1 zeigten das gleiche Muster der zeitabh. Expressionssteigerung. Die Proliferation der THP-1 Monozyten blieb durch rhLF unbeeinflusst, durch bLF hingegen sogar signifikant gehemmt (Hemmung von 45% nach 3-tägiger Inkubation mit 500µg/ml, p<0,001). Die unterschiedliche Antwort auf rhLF bzw. bLF soll zukünftig bei der Wahl der passenden LF- Spezies als darmprotektiver Zusatz zu Formulanahrung oder als Krebstherapeutika helfen.

Lactoferrin (LF) has a lot of biological functions. It is able to transport iron, acts antimicrobial, antibacterial, antiparasitic, antiviral and anticancerogenic and influences the proliferation, differentiation and migration of cells [ADLEROVA et al., 2008]. The elucidation of these effects represented the goal of many different work groups for decades. This master’s thesis revealed differences in p38, ERK and Smad2 activation (western blot), as well as differences in the expression of extracellular matrix (ECM) remodeling proteins (rtPCR) and cell proliferation (MMT-test and cell count) induced by recombinant human LF (rhLF, from transgenic rice) compared to the effects induced by bovine LF (bLF) in Caco-2 cells and THP-1 monocytes. Differentiated as well as undifferentiated Caco-2 cells showed no significant increase in the activity of p38, ERK1/2 and Smad2 or the expression of PAI-1, MMP-1, -2, -3 and -9 after short or long-term incubation (1h, 4h) and low or high concentrations (0.5 – 500µg/ml) of rhLF. In contrast, bLF was found to induce a significant two-fold increase of Samd2 phosphorylation in undiff. Caco-2 cells. THP-1 incubation with rhLf resulted in p38 activation but failed to induce ERK1/2 or Smad2 activation. The expression of uPA, MMP-2, LRP-1, a2M and PAI-1 was unaffected, while the expression level of MMP-1, MMP-9 and ICAM-1 were increased in response to rhLF. In addition to the activation of p38, bLF induced a dramatic increase of Smad2 phosphorylation (26.5-fold after 1h using 50µg/ml bLF, p<0.001). The expression of PAI-1 was enhanced to 18.6-fold (p<0.001), indicating a positive relationship between p-Smad2 and PAI-1. bLF also increased MMP-1, -9 and ICAM-1 expression to a greater extent compared to rhLF. The THP-1 proliferation rate was not increased by rhLF and inhibited 45% by bLF after 3 days with 500µg/ml (p<0,001). The different effects of rhLF or bLF should help to choose the appropriate LF-species as immunoprotective additive to formula milk or as cancer therapeutic.