(openPR) Im Pharmabereich ist es kritisch, ob das Lactoferrin Apo (eisenarm < 5 % gesättigt) oder Holo (eisengesättigt) vorliegt, da dies die biologische Aktivität bestimmt.
Lactoferrin hält das Eisen (Fe3+) in einer speziellen Bindungstasche fest, die koordinativ durch Aminosäuren und ein Carbonat-lon (CO3-) stabilisiert wird.
Die Unterscheidung in Apo-, Native- und Holo-Lactoferrin (Lf) basiert primär auf dem Eisensättigungsgrad des Proteins, was entscheidend für dessen biologische Funktion und Stabilität ist.
Die 3 Arten im Überblick:
- Apo-Lactoferrin (Apo-Lf): Diese Form ist eisenfrei (Sättigung meist < 5 %). Da die Bindungsstellen leer sind, hat sie eine „offene“ Struktur und kann aktiv Eisen aus der Umgebung binden. Dies entzieht Bakterien lebensnotwendiges Eisen (antimikrobielle Wirkung) und unterstützt die Eisenaufnahme im Körper.
- Holo-Lactoferrin (Holo-Lf): Diese Form ist mit Eisen gesättigt (Sättigung > 80 %). Das Protein hat eine „geschlossene“, kompakte Struktur und ist thermisch stabiler. Es dient primär als Eisenquelle für den Körper. ·
- Native-Lactoferrin (Nat-Lf): Dies bezeichnet den natürlichen Zustand, wie er in der Milch vorkommt. Es ist eine Mischform, die meist eine die meist eine mo-derate Eisensättigung von etwa 10-20 % aufweist. In der Vermarktung steht „Native“ oft auch für ein besonders schonend hergestelltes, nicht denaturiertes Protein.
Das Standardprodukt auf dem Markt für Nahrungsergänzungsmittel ist Apo-Lacto-ferrin (bzw. Produkte mit sehr geringer Eisensättigung von ca. 10 %).
Die meisten Hersteller, wie zum Beispiel der weltweit größte Produzent MILEI GmbH oder Anbieter wie artgerecht (LFERRIN CLN®), fokussieren sich auf hochreines Lactoferrin mit geringer Eisensättigung.
Grund: Die hohe Eisenbindungskapazität der Apo-Form gilt als Hauptvorteil für das Immunsystem und die Regulation des Eisenhaushalts. Technisch ist es schwierig, ein zu 100 % eisenfreies Produkt zu fertigen, weshalb Mischungen mit sehr niedrigem Eisenanteil als Standard verkauft werden.
Verfügbarkeit: Kommerzielle Präparate, die man in Apotheken oder online (z.B. DocMorris oder Medpex) findet, basieren fast ausschließlich auf dieser „Apo-nahen“ nativen Form.
Die Gewinnung von nativem Lactoferrin geschieht heute in einem sehr aufwendigen Prozess, der auf Kationenaustausch-Chromatographie und Membranfiltration beruht als „Downstream-Verfahren“. Die einzelnen Schritte (insgesamt 6-7) sind arbeits-intensiv – also zeitraubend, da positiv geladenes Lactoferrin am Ionenaustauscher gebunden wird welches durch Eluierungs-Verfahren wieder abgelöst wird, um eine Abtrennung von anderen Proteinen und Spuren von Begleitstoffen in der Molke zu erreichen.
Die Nachteile dieser Verfahren sind:
- Sie finden nicht unter Kühlung oder nur partiell unter Kühlung statt
- Das Protein kommt in Kontakt mit hohen Salzgradienten – es verbleibt nicht in ursprünglicher Matrix
- Es muss eine Reduktion des Salzgehaltes der Proteinlösung erfolgen, da sonst Zersetzungen eintreten können, wie bei pH-Absenkung im Trocknungs-Verfahren bei Anwesenheit von Chlorid (Cl-) durch Bildung von HCl/ HOCl.
- Bei einem pH-Wert unterhalb von 4 gehen Eisen-Ionen in Lösung.
- Handling mit Kationen-Austauscher-Harz ist ein Kostentreiber – genau wie die Membranfiltration, da die Materialien nur eine bestimmte Zeit halten und ausgetauscht werden müssen – Regeneration vom Harz.
- Die Prozesse sind oft nicht vollautomatisiert und die Anlagen bestehen aus unterschiedlichen Modulen.
- Zu hoher Zeitbedarf
Das von Bioway entwickelte Verfahren steht im Gegensatz zu diesen Nachteilen, da es automatisiert abläuft in gleichen Modulen welche skalierbar sind. Es läuft unter Kühlung ab (4-8°C) und beruht auf Elektro-Alkalisierung, welches das Protein am isoelektrischen Punkt (IEP) als Präzipitat gewinnt, wo die Löslichkeit am geringsten ist. Es ist ein „ONE-STEP“ Verfahren-
Da Lactoferrin in einem pH-Bereich ausfällt (etwa 8 bis 9), aber der IEP weit von anderen Proteinen entfernt liegt, kann kein Co-Präzipitat entstehen – somit ist das Lactoferrin nach KI-Definition (als beste Methode) – da rein und nativ.
Durch ein spezielles Waschprotokoll werden Verunreinigungen entfernt, um nach Gefriertrocknung ein reines Pulver, gut lösliches Pulver zu erhalten.
Das Verfahren reduziert die Kosten (Opex / Capex) um gut 50% und ist im Vergleich um 10 bis 15mal schneller, bei wesentlich geringeren Kosten. Das native Produkt kann durch HPLC-Analyse einfach charakterisiert werden, da hohe Reinheit mit biologischer Aktivität einhergeht.
