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1 kits (10 flacons)
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▎ Structure LL-37
Source : PubChem |
Séquence : LLGDFFRKSKEKIGKEFKRIVQRIKDFLRNLVPRTES Formule moléculaire : C 205H 340N 60O53 Poids moléculaire : 4493 g/mol Numéro CAS : 154947-66-7 CID PubChem : 16198951 Synonymes : Cathélicidine；ropocamptide |
▎ Recherche LL-37
Quel est le contexte de recherche du LL-37 ?
Le LL-37 a été découvert pour la première fois en tant que classe de petites substances peptidiques cationiques dans les pupes du ver à soie Samia cynthia ricini par le scientifique suédois Boman HG en 1980. LL-37 est le peptide C-terminal (CAMP, hCAP18) du peptide antibactérien de la cathélicidine humaine, qui peut augmenter la résistance à l'invasion microbienne et joue des fonctions physiologiques importantes dans la chimiotaxie, favorisant la fermeture des plaies et l'angiogenèse. (Chen X, 2018). Les peptides antibactériens sont largement présents chez les animaux, les plantes et une petite quantité de micro-organismes, et constituent un élément important de l’immunité innée des vertébrés. En tant que protéine sécrétoire, la LL-37 est largement présente dans plusieurs organes et tissus du corps humain. Diverses cellules, notamment les cellules épithéliales, les kératinocytes, les mastocytes, les neutrophiles, les macrophages et les monocytes, peuvent le sécréter. La plupart de ce type d'antibiotique contient 37 à 39 « résidus d'acides aminés » et ne contient aucune cystéine. En raison de la forte basicité à la position N-terminale du peptide antibactérien, celui-ci peut former une « structure hélicoïdale amphiphile » stable. Le peptide antibactérien LL-37 possède également une « structure amphiphile en hélice α ». En raison de sa fonction de tuer les bactéries pathogènes, il est appelé peptide antibactérien. Le « 37 » dans le nom LL-37 peut être lié au nombre de ses résidus d'acides aminés. Dans le même temps, il est également connu sous le nom de cathélicidine et ropocamptide.
Quel est le mécanisme d’action du LL-37 contre les bactéries résistantes aux antibiotiques ?
Perturbation de la membrane cellulaire bactérienne :
LL-37 peut s'insérer dans la membrane cellulaire bactérienne, ayant notamment un effet destructeur sur la membrane cellulaire contenant du phosphatidylglycérol (DPPG). Il va perturber la structure de la membrane cellulaire bactérienne, exerçant ainsi un effet bactéricide [1] . Par exemple, des études ont montré que le LL-37 peut s'insérer dans les membranes cellulaires des bactéries Gram-positives et Gram-négatives, entraînant une augmentation de la perméabilité de la membrane cellulaire, une fuite du contenu cellulaire et finalement la mort des bactéries.
Activité antibactérienne à large spectre :
Le LL-37 a une activité antibactérienne contre diverses bactéries résistantes aux antibiotiques. Il peut agir contre les bactéries Gram-positives (telles que Staphylococcus aureus, Streptococcus, Enterococcus, etc.), les bactéries Gram-négatives (telles que Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Salmonella, etc.) et d'autres agents pathogènes bactériens (tels que Mycoplasma, Ureaplasma, Mycobacterium, etc.) [2] . Cette activité antibactérienne à large spectre confère au LL-37 une valeur d’application potentielle dans la lutte contre différents types de bactéries résistantes aux antibiotiques.
Détruire le biofilm formé :
Le biofilm bactérien est l’une des causes importantes de la résistance aux médicaments des bactéries pathogènes. Le peptide antibactérien LL-37 peut détruire le biofilm formé, réduisant ainsi la résistance des bactéries aux médicaments. Par exemple, dans l’infection articulaire prothétique (IPM) après arthroplastie artificielle, la résistance aux médicaments des bactéries pathogènes causée par le biofilm bactérien rend le traitement difficile. Cependant, le LL-37 peut jouer un rôle antibactérien et bactériostatique efficace en inhibant la formation du biofilm et en détruisant le biofilm formé.
Améliorer l'activité antibactérienne des antibiotiques :
Des études ont montré que le LL-37 a un effet synergique avec certains antibiotiques. Par exemple, lorsqu’il est utilisé en association avec l’acide amoxicilline clavulanique (AMC), le LL-37 peut fortement améliorer l’activité antibactérienne de l’AMC.
Source : PubMed [6]
Quelles sont les applications du LL-37 ?
Favoriser la régénération osseuse :
Certaines études ont montré que le peptide antibactérien LL-37 avait un effet positif sur la régénération osseuse. Certaines recherches ont montré que les cellules souches mésenchymateuses adipeuses humaines (hADSC) étaient cultivées avec différentes concentrations de LL-37, et il a été constaté que la concentration de LL-37 avait un impact sur la capacité ostéogénique des hADSC, atteignant un pic à 4 μg/ml. De plus, l’échafaudage combiné PSeD/hADSCs/LL-37 a montré des propriétés ostéogéniques plus supérieures que les échafaudages PSeD/hADSCs, PSeD et du groupe témoin dans le modèle de défaut calvarial de rat, indiquant un potentiel élevé de régénération osseuse clinique.
Effet antibactérien :
Inhibition de plusieurs bactéries pathogènes :
Certaines recherches ont utilisé la méthode de micro-double dilution pour déterminer la concentration minimale inhibitrice (CMI) du peptide antibactérien LL-37 contre Escherichia coli, Salmonella et Staphylococcus aureus. Les résultats ont montré que le LL-37 avait différents degrés d’effets inhibiteurs sur ces trois bactéries pathogènes, les concentrations minimales inhibitrices étant respectivement de 3,12, 1,56 et 0,78 μg/mL. Le test de stabilité thermique a montré que le peptide antibactérien recombinant présentait toujours une bonne activité à haute température. Les résultats des tests de stabilité acido-basique ont montré que le LL-37 avait une certaine activité dans une plage de pH de 2,0 à 12,0, la meilleure activité à un pH de 5,0 à 6,0 et -20°C étant les meilleures conditions pour un stockage à long terme [3].
Effet sur les bactéries résistantes aux antibiotiques :
Certaines personnes ont étudié l'efficacité antibactérienne du peptide antibactérien LL-37 et des nanoparticules d'argent (AgNP) contre Staphylococcus aureus (S. aureus), un micro-organisme couramment présent dans les infections liées aux biofilms. Les résultats ont montré que le LL-37 était l’agent antibactérien le plus efficace, avec une réduction du nombre de colonies de plus de 4 logarithmes. En revanche, les effets des nanoparticules d’argent et des antibiotiques conventionnels étaient plus faibles, avec une réduction du nombre de colonies inférieure à 1 logarithme. Le traitement antibactérien combiné à la rifampicine a augmenté de manière significative la réduction logarithmique des AgNP et de la gentamicine, mais elle était toujours significativement inférieure à celle du LL-37 utilisé seul [4].
Application en infection pulmonaire :
Des études ont montré que Pseudomonas aeruginosa (PA) est devenu un défi urgent en matière d'infection pulmonaire et de lésions pulmonaires. Le peptide LL37 est un agent antibactérien efficace contre les souches PA, mais son application est limitée en raison de sa clairance rapide in vivo, des problèmes de biosécurité et de sa faible biodisponibilité. Par conséquent, un système d’administration de nanomédicaments à base d’albumine sensible à la réduction a été développé pour améliorer les performances du LL37 contre le PA in vivo en formant des liaisons disulfure intermoléculaires. Le LL37 cationique peut être efficacement encapsulé par interaction électrostatique pour exercer un effet antibactérien amélioré. Le peptide LL37 a montré une libération prolongée de plus de 48 heures à partir des nanoparticules peptidiques LL37 (LL37 PNP), et un effet antibactérien prolongé a été noté avec l'augmentation du temps d'incubation. Dans un modèle murin d'infection pulmonaire aiguë par PA, LL37 PNP a réduit de manière significative l'expression du TNF-α et de l'IL-1β et atténué les lésions pulmonaires. Cela indique que le LL37 PNP peut améliorer plus efficacement l’infection pulmonaire par l’AP et la réponse inflammatoire qui en résulte que le peptide LL37 libre [3]..
Activation de la fonction antibactérienne des plaquettes :
Des études ont montré que le peptide antibactérien LL-37 peut activer la fonction antibactérienne des plaquettes humaines. Une fois les plaquettes traitées avec LL-37, l'expression de surface des récepteurs de reconnaissance des micro-organismes (récepteurs Toll-like (TLR) 2 et -4, CD32, CD206, Dectin-1, CD35, LOX-1, CD41, CD62P et intégrine αIIbβ3) et des molécules liées à la présentation des antigènes aux lymphocytes T (CD80, CD86 et HLA-ABC) est augmentée, et des molécules antibactériennes sont sécrétées : protéine bactéricide/augmentant la perméabilité (BPI), azurocidine, peptide neutrophile humain (HNP)-1 et myéloperoxydase. Ils traduisent également l'azurocidine et améliorent la liaison à Escherichia coli, Staphylococcus aureus et Candida albicans. De plus, le surnageant des plaquettes traitées avec le LL-37 peut inhiber la croissance d'Escherichia coli, ou les plaquettes peuvent utiliser leur LL-37 pour inhiber la croissance microbienne [5].
Application dans les systèmes d'administration de médicaments
Des études ont mentionné que les peptides antibactériens (AMP) constituent une nouvelle classe de biomolécules dotées de propriétés antibactériennes à large spectre et ont attiré l'attention en raison de l'augmentation rapide de la résistance aux antibiotiques [6] . LL37 est le seul peptide antibactérien dérivé de la cathélicidine trouvé chez l'homme. Grâce à des recherches approfondies, LL37 a montré diverses fonctions biologiques, notamment la régulation de la réponse inflammatoire, la chimiotaxie des cellules immunitaires, la promotion de la cicatrisation des plaies et l'ostéogenèse, qui ont encouragé diverses applications cliniques. Cependant, la traduction clinique de LL37 est limitée par sa sensibilité à la dégradation des protéases, sa toxicité potentielle, sa faible biodisponibilité, etc. Divers systèmes d'administration, notamment des nanoparticules métalliques, des matériaux polymères et des systèmes à base de lipides, ont été introduits pour réaliser des applications thérapeutiques.
En conclusion, en tant que peptide bioactif multifonctionnel, le LL-37 a montré un grand potentiel dans les applications cliniques. En termes de promotion de la régénération osseuse, grâce aux effets synergiques de multiples mécanismes tels que la promotion de la différenciation et de l'activité des ostéoblastes, les effets antibactériens, l'immunomodulation et la promotion de l'angiogenèse, cela a apporté un nouvel espoir pour la réparation des lésions osseuses. Lorsqu'il s'agit de bactéries résistantes aux antibiotiques, en détruisant directement la membrane cellulaire, en inhibant la formation de biofilms et en créant une synergie avec les antibiotiques, il devrait devenir une arme puissante pour résoudre le problème des bactéries résistantes aux médicaments. Dans les systèmes d'administration de médicaments, en concevant et en optimisant des modèles de peptides antibactériens, en construisant plusieurs systèmes d'administration de médicaments et en explorant l'application combinée de médicaments, son effet thérapeutique clinique peut être encore amélioré. En bref, le LL-37 présente un potentiel dans de multiples aspects d'applications cliniques, notamment en favorisant la régénération osseuse, les effets antibactériens, l'activation de la fonction antibactérienne des plaquettes et les applications dans les systèmes d'administration de médicaments.
À propos de l'auteur
Les documents mentionnés ci-dessus sont tous recherchés, édités et compilés par Cocer Peptides.
Auteur de revue scientifique
Francisco J. Sanchez-Pena est chercheur à l'Universidad Autonoma Benito Juarez de Oaxaca (Université autonome Benito Juarez d'Oaxaca). Fondée en 1827, cette université est une institution publique importante à Oaxaca, au Mexique, proposant un large éventail de programmes académiques dans des domaines tels que les sciences naturelles, l'ingénierie, les sciences humaines et les sciences sociales.
Les recherches de Francisco J. Sanchez-Pena portent sur la biochimie et la biologie moléculaire, la microbiologie et la chimie. Ces disciplines impliquent l'étude des processus chimiques au sein des organismes, des structures et fonctions moléculaires, des caractéristiques microbiennes et de leurs interactions avec l'environnement, ainsi que de la composition, des propriétés et des règles de transformation des substances chimiques. La recherche dans ces domaines a des applications importantes en médecine, en agriculture, en sciences de l’environnement, etc. Francisco J. Sanchez-Pena est répertorié dans la référence de la citation [5].
