Występuje w mleku, łzach i ślinie, potrafi ograniczać rozwój drobnoustrojów, uczestniczy w gospodarce żelazem i wspiera mechanizmy odpornościowe organizmu. Laktoferyna ma jednak także ogromny potencjał gospodarczy. Naukowcy z Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu chcą ją pozyskiwać z polskiego mleka i modyfikować jej właściwości w zależności od przyszłego zastosowania – od produktów higienicznych i żywności po rolnictwo i materiały wspomagające leczenie ran.
Laktoferyna nie jest wynalazkiem laboratorium. Organizm wykorzystuje ją od milionów lat. To naturalne białko obecne między innymi w mleku ssaków, a także w wydzielinach organizmu, takich jak łzy czy ślina. Szczególnie dużo znajduje się jej w siarze – pierwszym mleku produkowanym po porodzie. To, co interesuje naukowców, kryje się przede wszystkim w jej właściwościach biologicznych. Jednym z mechanizmów działania laktoferyny jest bowiem zdolność wiązania żelaza. A żelaza potrzebuje do życia również wiele mikroorganizmów chorobotwórczych.
Można powiedzieć, że laktoferyna zabiera drobnoustrojom coś, czego potrzebują do wzrostu. Wiąże żelazo dostępne w otoczeniu, przez co utrudnia rozwój części bakterii. Ale jej działanie jest znacznie szersze. Badane są przez nas również właściwości przeciwwirusowe, przeciwgrzybicze czy immunomodulujące. To właśnie ta wielofunkcyjność czyni ją tak interesującym białkiem – wyjaśnia dr hab. Paweł Pomastowski z Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu.
Dla jego zespołu laktoferyna jest interesująca również z zupełnie innego powodu. Polska należy do dużych europejskich producentów mleka, tymczasem większość tego surowca jest przetwarzana na dobrze znane produkty: sery, masło czy proszki mleczne. Naukowcy chcą rozszerzyć to „portfolio”.
Możemy wyizolować z mleka składnik o znacznie większej wartości i wykorzystać go w zupełnie nowych gałęziach gospodarki. Laktoferyna bywa nazywana „różowym złotem”, właśnie ze względu na swoją wartość i szerokie możliwości zastosowania. Zależy nam na tym, żeby potrafić pozyskiwać ją i rozwijać te technologie tutaj, w Polsce, z polskiego mleka – wskazuje naukowiec.
Badacze pracują zarówno nad metodami izolowania laktoferyny, jak i nad jej późniejszym przetwarzaniem. Celem jest uzyskanie stabilnego produktu, na przykład w postaci proszku, który może stać się składnikiem kolejnych wyrobów. To właśnie proszek, a nie gotowy suplement, krem czy żywność, ma być jednym z pierwszych produktów rozwijanych komercyjnie przez zespół.
Laktoferyna może dostać „uzbrojenie”
Sama laktoferyna występuje w naturze w różnych postaciach. Może być związana z żelazem albo go nie zawierać, a ta różnica wpływa między innymi na jej właściwości i stabilność. Zespół z UMK idzie o krok dalej i bada możliwość łączenia białka również z innymi metalami. Dzięki temu można próbować nadawać mu cechy dopasowane do konkretnego zastosowania. Dodatek żelaza może na przykład zwiększać stabilność białka podczas procesów technologicznych – suszenia czy działania temperatury. W innych zastosowaniach naukowcy pracują między innymi ze srebrem, znanym ze swoich właściwości przeciwdrobnoustrojowych.
Sama laktoferyna jest trochę jak bardzo sprawny żołnierz. Już potrafi dużo, ale w zależności od zadania możemy go dodatkowo „uzbroić”. Jeśli połączymy białko z odpowiednim jonem metalu, możemy zmieniać jego właściwości albo zwiększać jego przydatność w konkretnym zastosowaniu. Nie chodzi więc o jeden uniwersalny produkt, ale o możliwość projektowania laktoferyny pod określone potrzeby – tłumaczy Pomastowski.
Jednym z badanych kierunków są materiały przeznaczone do trudno gojących się ran, na przykład odleżyn czy ran związanych ze stopą cukrzycową. Naukowcy interesują się również zakażeniami ran wojennych i opracowują rozwiązania, które w przyszłości mogłyby być wykorzystywane zarówno w medycynie pola walki, jak i w bardziej codziennych zastosowaniach. Zespół prowadzi też prace nad wykorzystaniem laktoferyny w produktach kosmetycznych i higienicznych. W jednym z projektów rozwijane są na przykład preparaty przeznaczone dla osób z atopowym zapaleniem skóry.
Jeden surowiec, wiele możliwych produktów
Lista potencjalnych zastosowań jest długa: żywność funkcjonalna, suplementy, kosmetyki, środki higieniczne, produkty weterynaryjne, dodatki dla zwierząt czy rozwiązania dla rolnictwa. I właśnie ta mnogość możliwości jest jednocześnie zaletą oraz wyzwaniem projektu.
Naukowiec patrzy na takie białko i widzi dziesiątki ciekawych zastosowań. Rynek wymaga jednak wyboru. Nie da się jednocześnie produkować suplementu, kremu, środka dla rolnictwa i materiału do
zastosowań medycznych. Musieliśmy odpowiedzieć sobie na pytanie, co możemy zaoferować jako pierwsze i gdzie naprawdę jesteśmy w stanie stworzyć biznes – przyznaje badacz z Torunia.
Pierwszym krokiem ma być więc sprzedaż laktoferyny i jej odpowiednio przygotowanych wariantów innym przedsiębiorstwom. Zespół nie zamierza zatem samodzielnie produkować lodów, kosmetyków czy preparatów weterynaryjnych. Chce dostarczać producentom składnik o określonych parametrach. Jeśli firma potrzebuje laktoferyny o konkretnej zawartości żelaza, naukowcy chcą móc taki produkt przygotować. Jeżeli potrzebny będzie wariant przeznaczony do zastosowania w kosmetyku czy innym materiale, jego właściwości technologiczne również mają zostać odpowiednio dobrane.
Chcemy być dostawcą technologii i składnika, a nie producentem wszystkich produktów końcowych. Firma może powiedzieć nam: potrzebujemy laktoferyny o takich parametrach i do takiego zastosowania. Naszym zadaniem będzie ją wyizolować, odpowiednio przygotować i dostarczyć. Co później powstanie – krem, produkt spożywczy czy rozwiązanie dla rolnictwa – będzie już domeną naszego partnera – wyjaśnia kierownik projektu.
Laktoferyna także dla rolnictwa
Jednym z pierwszych obszarów komercjalizacji mają być produkty higieniczne oraz rozwiązania dla rolnictwa. Zespół pracuje nad zastosowaniem swoich kompleksów między innymi w opryskach i biostymulacji roślin. Badania prowadzone są przede wszystkim z myślą o roślinach uprawnych. Naukowcy chcą wykorzystać naturalne właściwości biologiczne opracowywanych układów do tworzenia nowych rozwiązań ograniczających rozwój niepożądanych mikroorganizmów. To drugi, obok samej laktoferyny, ważny kierunek badań. Eksperci pracują bowiem również z korzystnymi mikroorganizmami, w tym bakteriami kwasu mlekowego, poszukując ich zastosowań w rolnictwie, żywności i produktach przeznaczonych dla zwierząt. Docelowo nie chodzi zatem o jeden wyrób, ale o platformę biologicznych rozwiązań, które mogą zastępować lub uzupełniać część obecnie stosowanych technologii.
W przejściu od laboratorium do biznesu pomaga naukowcom program PRIME Fundacji na rzecz Nauki Polskiej. Naukowiec z UMK przyznaje, że na początku myślał o przedsięwzięciu znacznie szerzej: własnej produkcji i stworzeniu fabryki gotowych produktów. Konfrontacja z kosztami inwestycji i rzeczywistością rynku doprowadziła jednak zespół do innego modelu.
Pierwsza wizja naukowca jest często bardzo ambitna: skoro mamy technologię, zbudujmy fabrykę i produkujmy wszystko sami. Dopiero później pojawia się pytanie, ile taka fabryka kosztuje i czy właśnie tym powinniśmy się zajmować. Program PRIME pomógł nam przejść od wizji do modelu, który jest realny. Dzisiaj chcemy działać przede wszystkim B2B – dostarczać wyspecjalizowany składnik firmom, które potrafią zamienić go w konkretny produkt – mówi naukowiec.
Zespół przygotowuje się obecnie do utworzenia uniwersyteckiej spółki spin-off. Plan zakłada rozpoczęcie produkcji laktoferyny w skali gramów i kilogramów, a następnie dalsze skalowanie w odpowiedzi na zainteresowanie rynku. Jeśli plan się powiedzie, „różowe złoto” nie będzie jedynie cennym składnikiem eksportowanym jako surowiec. Może stać się podstawą nowych produktów rozwijanych i wytwarzanych w Polsce, od rozwiązań dla rolnictwa po technologie wspierające zdrowie ludzi i zwierząt.
MK