ل-37 5 ملغ

▎ هيكل ل-37

المصدر: بوبتشيم

التسلسل: LLGDFFRKSKEKIGKEFKRIVQRIKDFLRNLVPRTES الصيغة الجزيئية: C 205H 340N 60O53 الوزن الجزيئي: 4493 جم/مول رقم CAS: 154947-66-7 الرقم التعريفي لـ PubChem: 16198951 مرادفات: كاثليسيدين، روبوكامبتيد

▎ بحث LL-37

ما هي الخلفية البحثية لـ LL-37؟

تم اكتشاف LL-37 لأول مرة كفئة من المواد الببتيدية الصغيرة الكاتيونية في شرانق دودة القز سامية سينثيا ريسيني من قبل العالم السويدي بومان إتش جي في عام 1980. LL-37 هو الببتيد C- الطرفي (CAMP، hCAP18) من الببتيد المضاد للبكتيريا كاثليسيدين البشري، والذي يمكن أن يزيد من مقاومة الغزو الميكروبي ويلعب وظائف فسيولوجية مهمة في الانجذاب الكيميائي، وتعزيز إغلاق الجرح، و تكوين الأوعية الدموية (تشن X، 2018). الببتيدات المضادة للبكتيريا موجودة على نطاق واسع في الحيوانات والنباتات وكمية صغيرة من الكائنات الحية الدقيقة، وهي جزء مهم من المناعة الفطرية للفقاريات. باعتباره بروتينًا إفرازيًا، يتواجد LL-37 على نطاق واسع في العديد من أعضاء وأنسجة الجسم البشري. يمكن للخلايا المختلفة، بما في ذلك الخلايا الظهارية، والخلايا الكيراتينية، والخلايا البدينة، والعدلات، والبلاعم، والوحيدات، أن تفرزها. يحتوي معظم هذا النوع من المضادات الحيوية على 37 - 39 'بقايا حمض أميني' ويحتوي على 0 سيستين. نظرًا للقاعدية القوية عند موضع الطرف N للببتيد المضاد للبكتيريا، فإنه يمكن أن يشكل 'بنية حلزونية أمفيفيلية' مستقرة. يحتوي الببتيد المضاد للبكتيريا LL-37 أيضًا على 'بنية حلزونية ألفا برمائية'. بسبب وظيفته في قتل البكتيريا المسببة للأمراض، فإنه يسمى الببتيد المضاد للبكتيريا. قد يكون '37' في الاسم LL-37 مرتبطًا بعدد بقايا الأحماض الأمينية الخاصة به. وفي الوقت نفسه، يُعرف أيضًا باسم كاثليسيدين وروبوكامبتيد.

ما هي آلية عمل LL-37 ضد البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية؟

تعطيل غشاء الخلية البكتيرية: 

يمكن أن يدخل LL-37 في غشاء الخلية البكتيرية، خاصة أن له تأثيرًا مدمرًا على غشاء الخلية الذي يحتوي على فوسفاتيديل الجلسرين (DPPG). فإنه سيتم تعطيل بنية غشاء الخلية البكتيرية، وبالتالي ممارسة تأثير مبيد للجراثيم ^[1] . على سبيل المثال، وجدت الدراسات أن LL-37 يمكن أن يدخل في أغشية الخلايا لكل من البكتيريا إيجابية الجرام وسالبة الجرام، مما يؤدي إلى زيادة نفاذية غشاء الخلية، وتسرب محتويات الخلية، وفي النهاية موت البكتيريا.

نشاط مضاد للجراثيم واسع الطيف: 

يتمتع LL-37 بنشاط مضاد للبكتيريا ضد مجموعة متنوعة من البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية. يمكن أن يعمل ضد البكتيريا إيجابية الجرام (مثل المكورات العنقودية الذهبية، العقدية، المكورات المعوية، وما إلى ذلك)، والبكتيريا سالبة الجرام (مثل الزائفة الزنجارية، الإشريكية القولونية، السالمونيلا، وما إلى ذلك)، ومسببات الأمراض البكتيرية الأخرى (مثل الميكوبلازما، الميورة، المتفطرة، الخ) ^[2] . هذا النشاط المضاد للبكتيريا واسع النطاق يجعل LL-37 له قيمة تطبيقية محتملة في مكافحة أنواع مختلفة من البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية.

تدمير الأغشية الحيوية المشكلة: 

يعد الأغشية الحيوية البكتيرية أحد الأسباب المهمة لمقاومة البكتيريا المسببة للأمراض للأدوية. يمكن للببتيد المضاد للبكتيريا LL-37 تدمير الأغشية الحيوية المتكونة، وبالتالي تقليل مقاومة البكتيريا للأدوية. على سبيل المثال، في عدوى المفصل الاصطناعي (PJI) بعد استبدال المفصل الاصطناعي، فإن مقاومة البكتيريا المسببة للأمراض التي تسببها الأغشية الحيوية البكتيرية تجعل العلاج صعبًا. ومع ذلك، يمكن أن يلعب LL-37 دورًا فعالًا مضادًا للبكتيريا ومثبطًا للجراثيم عن طريق تثبيط تكوين الأغشية الحيوية وتدمير الأغشية الحيوية المتكونة.

تعزيز النشاط المضاد للبكتيريا للمضادات الحيوية: 

أظهرت الدراسات أن LL-37 له تأثير تآزري مع بعض المضادات الحيوية. على سبيل المثال، عند استخدامه مع أموكسيسيلين حمض clavulanic (AMC)، يمكن أن يعزز LL-37 بقوة النشاط المضاد للبكتيريا لـ AMC.

المصدر:مجلات ^[6]

ما هي تطبيقات LL-37؟

تعزيز تجديد العظام: 

أظهرت بعض الدراسات أن الببتيد المضاد للبكتيريا LL-37 له تأثير إيجابي على تجديد العظام. أظهرت بعض الأبحاث أن الخلايا الجذعية الوسيطة المشتقة من الدهون البشرية (hADSCs) تم استزراعها بتركيزات مختلفة من LL-37، ووجد أن تركيز LL-37 كان له تأثير على قدرة تكوين العظم للخلايا hADSCs، حيث وصل إلى الذروة عند 4 ميكروجرام/مل. بالإضافة إلى ذلك، أظهرت سقالة تركيبة PSeD/hADSCs/LL-37 خصائص عظمية أكثر تفوقًا من سقالات PSeD/hADSCs وPSeD ومجموعة التحكم في نموذج عيب الجرذان، مما يشير إلى وجود إمكانات عالية في تجديد العظام السريرية.

تأثير مضاد للجراثيم:

تثبيط البكتيريا المسببة للأمراض المتعددة: 

استخدمت بعض الأبحاث طريقة التخفيف المزدوج الجزئي لتحديد الحد الأدنى للتركيز المثبط (MIC) للببتيد المضاد للبكتيريا LL-37 ضد الإشريكية القولونية والسالمونيلا والمكورات العنقودية الذهبية. أظهرت النتائج أن LL-37 كان له درجات مختلفة من التأثيرات المثبطة على هذه البكتيريا المسببة للأمراض الثلاثة، حيث كان الحد الأدنى للتركيزات المثبطة هو 3.12، 1.56، و0.78 ميكروغرام/مل، على التوالي. أظهر اختبار الثبات الحراري أن الببتيد المضاد للبكتيريا المؤتلف لا يزال يتمتع بنشاط جيد عند درجات الحرارة المرتفعة. أظهرت نتائج اختبار الثبات الحمضي القاعدي أن LL-37 كان له نشاط معين عند نطاق درجة حموضة يتراوح بين 2.0 إلى 12.0، مع أفضل نشاط عند درجة حموضة تتراوح بين 5.0 إلى 6.0، وتكون -20 درجة مئوية أفضل حالة للتخزين طويل المدى ^[3].

التأثير على البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية: 

قام بعض الأشخاص بدراسة الفعالية المضادة للبكتيريا للببتيد المضاد للبكتيريا LL-37 والجسيمات النانوية الفضية (AgNPs) ضد المكورات العنقودية الذهبية (S. aureus)، وهي كائنات دقيقة توجد عادة في الالتهابات المرتبطة بالأغشية الحيوية. أظهرت النتائج أن LL-37 كان العامل المضاد للبكتيريا الأكثر فعالية، مع انخفاض في عدد المستعمرات بأكثر من 4 لوغاريتمات. في المقابل، كانت تأثيرات جسيمات الفضة النانوية والمضادات الحيوية التقليدية أكثر فقرًا، مع انخفاض في عدد المستعمرات بأقل من 1 لوغاريتم. أدى العلاج المركب المضاد للبكتيريا مع الريفامبيسين إلى زيادة كبيرة في التخفيض اللوغاريتمي لـ AgNPs والجنتاميسين، لكنه كان لا يزال أقل بكثير من ذلك الخاص بـ LL-37 المستخدم بمفرده ^[4].

التطبيق في العدوى الرئوية: 

أظهرت الدراسات أن الزائفة الزنجارية (PA) أصبحت تحديًا عاجلاً للعدوى الرئوية وإصابة الرئة. الببتيد LL37 هو عامل مضاد للجراثيم فعال ضد سلالات PA، ولكن تطبيقه محدود بسبب تصفيته السريعة في الجسم الحي، وقضايا السلامة الحيوية، وانخفاض التوافر البيولوجي. لذلك، تم تطوير نظام توصيل أدوية نانوية يعتمد على الزلال وحساس لتقليل أداء LL37 ضد PA في الجسم الحي من خلال تكوين روابط ثاني كبريتيد بين الجزيئات. يمكن تغليف Cationic LL37 بشكل فعال من خلال التفاعل الكهروستاتيكي لتحقيق تأثير محسن مضاد للبكتيريا. أظهر الببتيد LL37 إطلاقًا مستمرًا لأكثر من 48 ساعة من الجسيمات النانوية الببتيدية LL37 (LL37 PNP)، ولوحظ تأثير مضاد للجراثيم ممتد مع زيادة وقت الحضانة. في نموذج الفأر للعدوى الرئوية الحادة PA، قلل LL37 PNP بشكل كبير من التعبير عن TNF-α وIL-1β وخفف من إصابة الرئة. إنه يشير إلى أن LL37 PNP يمكنه تحسين العدوى الرئوية PA والاستجابة الالتهابية اللاحقة بشكل أكثر فعالية من الببتيد LL37 الحر ^[3].

تفعيل الوظيفة المضادة للبكتيريا للصفائح الدموية: 

أشارت الدراسات إلى أن الببتيد المضاد للبكتيريا LL-37 يمكنه تنشيط الوظيفة المضادة للبكتيريا للصفائح الدموية البشرية. بعد معالجة الصفائح الدموية باستخدام LL-37، يظهر التعبير السطحي للمستقبلات للتعرف على الكائنات الحية الدقيقة (مستقبلات Toll-like (TLRs) 2 و-4، CD32، CD206، Dectin-1، CD35، LOX-1، CD41، CD62P، وαIIbβ3 integrin) والجزيئات المرتبطة بتقديم المستضدات إلى الخلايا الليمفاوية التائية (CD80، CD86، و يتم زيادة HLA-ABC، ويتم إفراز الجزيئات المضادة للبكتيريا: البروتين المبيد للجراثيم/النفاذية (BPI)، والأزوروسيدين، والببتيد المتعادل البشري (HNP)-1، والميلوبيروكسيديز. كما أنها تترجم الآزوروسيدين وتعزز الارتباط بالإشريكية القولونية والمكورات العنقودية الذهبية والمبيضات البيضاء. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لطاف الصفائح الدموية المعالجة بـ LL-37 أن يمنع نمو الإشريكية القولونية، أو يمكن للصفائح الدموية استخدام LL-37 لتثبيط نمو الميكروبات ^[5].

التطبيق في أنظمة توصيل الدواء

ذكرت الدراسات أن الببتيدات المضادة للبكتيريا (AMPs) هي فئة جديدة من الجزيئات الحيوية ذات خصائص مضادة للجراثيم واسعة النطاق وقد جذبت الانتباه بسبب الزيادة السريعة في مقاومة المضادات الحيوية ^[6] . LL37 هو الببتيد المضاد للبكتيريا الوحيد المشتق من الكاثليسيدين الموجود في البشر. من خلال البحث المتعمق، أظهر LL37 وظائف بيولوجية مختلفة، بما في ذلك تنظيم الاستجابة الالتهابية، والتسمم الكيميائي للخلايا المناعية، وتعزيز التئام الجروح، وتكوين العظم، والتي شجعت مجموعة متنوعة من التطبيقات السريرية. ومع ذلك، فإن الترجمة السريرية لـ LL37 محدودة بسبب حساسيتها لتدهور الأنزيم البروتيني، والسمية المحتملة، وضعف التوافر البيولوجي، وما إلى ذلك. وقد تم تقديم أنظمة توصيل مختلفة، بما في ذلك الجسيمات النانوية المعدنية، ومواد البوليمر، والأنظمة القائمة على الدهون، لتحقيق التطبيقات العلاجية.

في الختام، باعتباره الببتيد النشط بيولوجيًا متعدد الوظائف، أظهر LL-37 إمكانات كبيرة في التطبيقات السريرية. فيما يتعلق بتعزيز تجديد العظام، من خلال التأثيرات التآزرية لآليات متعددة مثل تعزيز تمايز ونشاط الخلايا العظمية، والتأثيرات المضادة للبكتيريا، والتعديل المناعي، وتعزيز تكوين الأوعية الدموية، فقد جلب أملًا جديدًا لإصلاح إصابات العظام. عند التعامل مع البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية، من خلال تدمير غشاء الخلية بشكل مباشر، وتثبيط تكوين الأغشية الحيوية، والتآزر مع المضادات الحيوية، فمن المتوقع أن تصبح سلاحًا قويًا لحل مشكلة البكتيريا المقاومة للعقاقير. في أنظمة توصيل الأدوية، من خلال تصميم وتحسين قوالب الببتيد المضادة للبكتيريا، وبناء أنظمة متعددة لتوصيل الأدوية، واستكشاف التطبيق المشترك للأدوية، يمكن تعزيز تأثير العلاج السريري بشكل أكبر. باختصار، يتمتع LL-37 بإمكانيات في جوانب متعددة من التطبيقات السريرية، بما في ذلك تعزيز تجديد العظام، والتأثيرات المضادة للبكتيريا، وتنشيط وظيفة الصفائح الدموية المضادة للبكتيريا، والتطبيقات في أنظمة توصيل الدواء.

عن المؤلف

تم بحث جميع المواد المذكورة أعلاه وتحريرها وتجميعها بواسطة Cocer Peptides.

مؤلف المجلة العلمية

فرانسيسكو ج. سانشيز بينا هو باحث في جامعة بينيتو خواريز المستقلة في أواكساكا (جامعة بينيتو خواريز المستقلة في أواكساكا). تأسست هذه الجامعة عام 1827، وهي مؤسسة عامة مهمة في أواكساكا بالمكسيك، وتقدم مجموعة واسعة من البرامج الأكاديمية في مجالات مثل العلوم الطبيعية والهندسة والعلوم الإنسانية والاجتماعية.

تركز أبحاث فرانسيسكو ج. سانشيز بينا على الكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية وعلم الأحياء الدقيقة والكيمياء. تتضمن هذه التخصصات دراسة العمليات الكيميائية داخل الكائنات الحية، والتركيبات والوظائف الجزيئية، والخصائص الميكروبية وتفاعلاتها مع البيئة، بالإضافة إلى تكوين المواد الكيميائية وخصائصها وقواعد تحولها. البحث في هذه المجالات له تطبيقات مهمة في الطب والزراعة وعلوم البيئة والمزيد. تم إدراج فرانسيسكو ج. سانشيز بينا في مرجع الاقتباس [5].

▎ الاستشهادات ذات الصلة

[1] نيفيل إف، كاهوزاك إم، كونوفالوف أو، وآخرون. تمييز مجموعة الرأس الدهنية بواسطة الببتيد المضاد للميكروبات LL-37: نظرة ثاقبة إلى آلية العمل [J]. مجلة الفيزياء الحيوية، 2006،90(4):1275-1287.DOI:10.1529/biophysj.105.067595.

[2] نيشاني أ، زاري إتش، إيدجاهي إم آر إيه، وآخرون. ل-37: مراجعة خصائص مضادات الميكروبات ضد مسببات الأمراض البكتيرية البشرية الحساسة والمقاومة للمضادات الحيوية [J]. تقارير الجينات، 2019،17:100519.DOI:10.1016/j.genrep.2019.100519.

[3] لي إل، بينج واي، يوان كيو، وآخرون. كاثليسيدين LL37 يعزز التمايز العظمي في المختبر وتجديد العظام في الجسم الحي [J]. الحدود في الهندسة الحيوية والتكنولوجيا الحيوية، 2021،9.DOI:10.3389/fbioe.2021.638494.

[4] Kang J, Dietz MJ, Li B. الببتيد المضاد للميكروبات LL-37 مبيد للجراثيم ضد الأغشية الحيوية للمكورات العنقودية الذهبية [J]. بلوس وان، 2019،14(6).DOI:10.1371/journal.pone.0216676.

[5] سانشيز-بينا إف جيه، روميرو-تلالوليني إم دي إل إيه، توريس-أغيلار إتش، وآخرون. LL-37 يحفز النشاط المضاد للميكروبات في الصفائح الدموية البشرية [J]. المجلة الدولية للعلوم الجزيئية، 2023،24(3).DOI:10.3390/ijms24032816.

[6] Lin X، Wang R، Mai S. التقدم في أنظمة التوصيل للتطبيق العلاجي لـ LL37 [J]. مجلة علوم وتكنولوجيا توصيل الأدوية، 2020،60.DOI:10.1016/j.jddst.2020.102016.

جميع المقالات ومعلومات المنتج المقدمة على هذا الموقع مخصصة فقط لنشر المعلومات والأغراض التعليمية.  

المنتجات المقدمة على هذا الموقع مخصصة حصريًا للأبحاث المختبرية. يتم إجراء الأبحاث في المختبر (باللاتينية: *in glass*، وتعني في الأواني الزجاجية) خارج جسم الإنسان. هذه المنتجات ليست أدوية، ولم تتم الموافقة عليها من قبل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA)، ويجب عدم استخدامها لمنع أو علاج أو علاج أي حالة طبية أو مرض أو اعتلال. ويمنع القانون منعاً باتاً إدخال هذه المنتجات إلى جسم الإنسان أو الحيوان بأي شكل من الأشكال.