|
1 kit (10 vials)
| Quantitat: | |
|---|---|
▎ Estructura LL-37
Font: PubChem |
Seqüència: LLGDFFRKSKEKIGKEFKRIVQRIKDFLRNLVPRTES Fórmula molecular: 205CH 340N 60O53 Pes molecular: 4493 g/mol Número CAS: 154947-66-7 PubChem CID: 16198951 Sinònims: Cathelicidin；ropocamptide |
▎ Recerca LL-37
Quins són els antecedents de recerca de LL-37?
El LL-37 va ser descobert per primera vegada com una classe de substàncies peptídiques catiònics a les pupes del cuc de seda Samia cynthia ricini pel científic suec Boman HG l'any 1980. LL-37 és el pèptid C-terminal (CAMP, hCAP18) de la catelicidina humana, la qual cosa augmenta la resistència antibacteriana a la invasió microbiana del pèptid funcions fisiològiques en la quimiotaxi, la promoció del tancament de la ferida i l'angiogènesi (Chen X, 2018). Els pèptids antibacterians estan àmpliament presents en animals, plantes i una petita quantitat de microorganismes, i són una part important de la immunitat innata dels vertebrats. Com a proteïna secretora, LL-37 està àmpliament present en múltiples òrgans i teixits del cos humà. Diverses cèl·lules, incloses les cèl·lules epitelials, els queratinòcits, els mastòcits, els neutròfils, els macròfags i els monòcits, poden segregar-lo. La majoria d'aquest tipus d'antibiòtics conté entre 37 i 39 'residus d'aminoàcids' i té 0 cisteïna. A causa de la forta basicitat a la posició N-terminal del pèptid antibacterià, pot formar una 'estructura helicoïdal amfifílica' estable. El pèptid antibacterià LL-37 també té una 'estructura helicoïdal α amfifílica'. A causa de la seva funció de matar bacteris patògens, s'anomena pèptid antibacterià. El '37' del nom LL-37 pot estar relacionat amb el nombre dels seus residus d'aminoàcids. Al mateix temps, també es coneix com a catelicidina i ropocamptida.
Quin és el mecanisme d'acció de LL-37 contra bacteris resistents als antibiòtics?
Alteració de la membrana cel·lular bacteriana:
LL-37 es pot inserir a la membrana cel·lular bacteriana, especialment tenint un efecte destructiu sobre la membrana cel·lular que conté fosfatidilglicerol (DPPG). Pertorbarà l'estructura de la membrana cel·lular bacteriana, exercint així un efecte bactericida [1] . Per exemple, els estudis han trobat que LL-37 es pot inserir a les membranes cel·lulars tant de bacteris Gram positius com Gram negatius, provocant un augment de la permeabilitat de la membrana cel·lular, la fuita del contingut cel·lular i, finalment, la mort dels bacteris.
Activitat antibacteriana d'ampli espectre:
LL-37 té activitat antibacteriana contra una varietat de bacteris resistents als antibiòtics. Pot actuar contra bacteris Gram positius (com Staphylococcus aureus, Streptococcus, Enterococcus, etc.), bacteris Gram negatius (com Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Salmonella, etc.) i altres patògens bacterians (com Mycoplasma, Ureaplasma, Mycobacterium, etc. ) Aquesta activitat antibacteriana d'ampli espectre fa que LL-37 tingui un valor d'aplicació potencial per combatre diferents tipus de bacteris resistents als antibiòtics.
Destrucció del biofilm format:
El biofilm bacterià és una de les raons importants de la resistència als fàrmacs dels bacteris patògens. El pèptid antibacterià LL-37 pot destruir el biofilm format, reduint així la resistència als fàrmacs dels bacteris. Per exemple, en la infecció de l'articulació protèsica (PJI) després de la substitució artificial de l'articulació, la resistència als fàrmacs dels bacteris patògens causada pel biofilm bacterian dificulta el tractament. No obstant això, LL-37 pot tenir un paper antibacterià i bacteriostàtic efectiu inhibint la formació del biofilm i destruint el biofilm format.
Millorar l'activitat antibacteriana dels antibiòtics:
Els estudis han demostrat que LL-37 té un efecte sinèrgic amb certs antibiòtics. Per exemple, quan s'utilitza en combinació amb amoxicil·lina àcid clavulànic (AMC), LL-37 pot millorar fortament l'activitat antibacteriana de l'AMC.
Font: PubMed [6]
Quines són les aplicacions per a LL-37?
Afavorir la regeneració òssia:
Alguns estudis han demostrat que el pèptid antibacterià LL-37 té un efecte positiu en la regeneració òssia. Algunes investigacions han demostrat que les cèl·lules mare mesenquimals derivades de l'adipòs humà (hADSCs) es van cultivar amb diferents concentracions de LL-37, i es va trobar que la concentració de LL-37 tenia un impacte en la capacitat osteogènica de les hADSC, assolint un pic a 4μg/ml. A més, la bastida combinada PSeD / hADSCs / LL-37 va mostrar propietats osteogèniques més superiors que les bastides PSeD / hADSCs, PSeD i del grup control en el model de defecte calvarial de rata, cosa que indica un alt potencial en la regeneració òssia clínica.
Efecte antibacterià:
Inhibició de múltiples bacteris patògens:
Algunes investigacions van utilitzar el mètode de micro-doble dilució per determinar la concentració inhibidora mínima (MIC) del pèptid antibacterià LL-37 contra Escherichia coli, Salmonella i Staphylococcus aureus. Els resultats van mostrar que LL-37 tenia diferents graus d'efectes inhibidors sobre aquests tres bacteris patògens, amb les concentracions inhibidores mínimes de 3,12, 1,56 i 0,78 μg/mL, respectivament. La prova d'estabilitat tèrmica va demostrar que el pèptid antibacterià recombinant encara tenia una bona activitat a altes temperatures. Els resultats de la prova d'estabilitat àcid-base van mostrar que LL-37 tenia una certa activitat a un rang de pH de 2,0 a 12,0, amb la millor activitat a un pH de 5,0 a 6,0 i -20 °C sent la millor condició per a l'emmagatzematge a llarg termini [3].
Efecte sobre els bacteris resistents als antibiòtics:
Algunes persones van estudiar l'eficàcia antibacteriana del pèptid antibacterià LL-37 i les nanopartícules de plata (AgNPs) contra Staphylococcus aureus (S. aureus), un microorganisme que es troba habitualment en infeccions relacionades amb biofilms. Els resultats van mostrar que LL-37 era l'agent antibacterià més eficaç, amb una reducció del recompte de colònies de més de 4 logaritmes. En canvi, els efectes de les nanopartícules de plata i els antibiòtics convencionals van ser més pobres, amb una reducció del recompte de colònies de menys d'1 logaritme. El tractament combinat antibacterià amb rifampicina va augmentar significativament la reducció logarítmica d'AgNPs i gentamicina, però encara era significativament inferior a la de LL-37 utilitzat sol [4].
Aplicació en infecció pulmonar:
Els estudis han demostrat que Pseudomonas aeruginosa (PA) s'ha convertit en un repte urgent per a la infecció pulmonar i les lesions pulmonars. El pèptid LL37 és un agent antibacterià eficaç contra les soques PA, però la seva aplicació està limitada a causa de la seva ràpida eliminació in vivo, problemes de bioseguretat i baixa biodisponibilitat. Per tant, s'ha desenvolupat un sistema de lliurament de nanomedicaments basat en albúmina sensible a la reducció per millorar el rendiment de LL37 contra PA in vivo mitjançant la formació d'enllaços disulfur intermoleculars. El catiònic LL37 es pot encapsular eficaçment mitjançant la interacció electrostàtica per exercir un efecte antibacterià millorat. El pèptid LL37 va mostrar un alliberament sostingut de més de 48 hores de les nanopartícules del pèptid LL37 (LL37 PNP) i es va observar un efecte antibacterià estès amb l'augment del temps d'incubació. En un model de ratolí d'infecció pulmonar aguda per PA, LL37 PNP va reduir significativament l'expressió de TNF-α i IL-1β i va alleujar la lesió pulmonar. Indica que LL37 PNP pot millorar de manera més eficaç la infecció pulmonar per PA i la resposta inflamatòria posterior que el pèptid LL37 lliure [3].
Activació de la funció antibacteriana de les plaquetes:
Els estudis han assenyalat que el pèptid antibacterià LL-37 pot activar la funció antibacteriana de les plaquetes humanes. Després de tractar les plaquetes amb LL-37, l'expressió superficial dels receptors per reconèixer els microorganismes (receptors Toll-like (TLRs) 2 i -4, CD32, CD206, Dectin-1, CD35, LOX-1, CD41, CD62P i αIIbβ3 integrina) i molècules relacionades amb la integrina T80 i les molècules relacionades amb els limfocits CD80. CD86 i HLA-ABC) s'incrementa i segreguen molècules antibacterianes: proteïna bactericida/augmenta la permeabilitat (BPI), azurocidina, pèptid de neutròfils humans (HNP)-1 i mieloperoxidasa. També tradueixen azurocidina i milloren la unió a Escherichia coli, Staphylococcus aureus i Candida albicans. A més, el sobrenedant de plaquetes tractades amb LL-37 pot inhibir el creixement d'Escherichia coli, o les plaquetes poden utilitzar el seu LL-37 per inhibir el creixement microbià [5].
Aplicació en sistemes d'administració de fàrmacs
Els estudis han esmentat que els pèptids antibacterians (AMP) són una nova classe de biomolècules amb propietats antibacterianes d'ampli espectre i que han cridat l'atenció a causa del ràpid augment de la resistència als antibiòtics [6] . LL37 és l'únic pèptid antibacterià derivat de la catelicidina que es troba en humans. Amb una investigació en profunditat, LL37 ha demostrat diverses funcions biològiques, inclosa la regulació de la resposta inflamatòria, la quimiotaxi de les cèl·lules immunitàries, la promoció de la cicatrització de ferides i l'osteogènesi, que han fomentat una varietat d'aplicacions clíniques. Tanmateix, la traducció clínica de LL37 està limitada per la seva sensibilitat a la degradació de la proteasa, toxicitat potencial, poca biodisponibilitat, etc. S'han introduït diversos sistemes de lliurament, com nanopartícules metàl·liques, materials polimèrics i sistemes basats en lípids, per aconseguir aplicacions terapèutiques.
En conclusió, com a pèptid bioactiu multifuncional, LL-37 ha mostrat un gran potencial en aplicacions clíniques. Pel que fa a la promoció de la regeneració òssia, a través dels efectes sinèrgics de múltiples mecanismes com la promoció de la diferenciació i l'activitat dels osteoblasts, els efectes antibacterians, la immunomodulació i la promoció de l'angiogènesi, ha aportat noves esperances per a la reparació de lesions òssies. Quan es tracta de bacteris resistents als antibiòtics, destruint directament la membrana cel·lular, inhibint la formació de biofilms i fent sinergies amb antibiòtics, s'espera que es converteixi en una arma poderosa per resoldre el problema dels bacteris resistents als medicaments. En els sistemes de lliurament de fàrmacs, mitjançant el disseny i l'optimització de plantilles de pèptids antibacterians, la construcció de múltiples sistemes de lliurament de fàrmacs i l'exploració de l'aplicació combinada de fàrmacs, es pot millorar encara més el seu efecte de tractament clínic. En resum, LL-37 té potencial en múltiples aspectes d'aplicacions clíniques, inclosa la promoció de la regeneració òssia, efectes antibacterians, activació de la funció antibacteriana de les plaquetes i aplicacions en sistemes de lliurament de fàrmacs.
Sobre l'autor
Tots els materials esmentats són investigats, editats i compilats per Cocer Peptides.
Autor de la revista científica
Francisco J. Sanchez-Pena és investigador de la Universitat Autònoma Benito Juárez de Oaxaca (Universitat Autònoma Benito Juárez d'Oaxaca). Fundada el 1827, aquesta universitat és una institució pública important a Oaxaca, Mèxic, que ofereix una àmplia gamma de programes acadèmics en camps com les ciències naturals, l'enginyeria, les humanitats i les ciències socials.
La recerca de Francisco J. Sanchez-Pena se centra en Bioquímica i Biologia Molecular, Microbiologia i Química. Aquestes disciplines impliquen l'estudi dels processos químics dins dels organismes, les estructures i funcions moleculars, les característiques microbianes i les seves interaccions amb el medi ambient, així com la composició, les propietats i les regles de transformació de les substàncies químiques. La investigació en aquestes àrees té aplicacions importants en medicina, agricultura, ciències ambientals i més. Francisco J. Sanchez-Pena figura a la referència de citació [5].
