|
1 komplet (10 bočica)
| Količina: | |
|---|---|
▎ Struktura LL-37
Izvor: PubChem |
Slijed: LLGDFFRKSKEKIGKEFKRIVQRIKDFLRNLVPRTES Molekulska formula: C 205H 340N 60O53 Molekulska težina: 4493 g/mol CAS broj: 154947-66-7 PubChem CID: 16198951 Sinonimi: Cathelicidin；ropocamptide |
▎ LL-37 Istraživanje
Koja je pozadina istraživanja LL-37?
LL-37 je prvi put otkrio švedski znanstvenik Boman HG 1980. godine kao klasu kationskih malih peptidnih tvari u kukuljici dudovog svilca Samia cynthia ricini. LL-37 je C-terminalni peptid (CAMP, hCAP18) ljudskog antibakterijskog peptida katelicidina, koji može povećati otpornost na mikrobnu invaziju i igra važne fiziološke funkcije u kemotaksiji, poticanju zatvaranja rana i angiogenezi (Chen X, 2018.). Antibakterijski peptidi široko su prisutni u životinjama, biljkama i maloj količini mikroorganizama, a važan su dio urođenog imuniteta kralješnjaka. Kao sekretorni protein, LL-37 je široko prisutan u više organa i tkiva ljudskog tijela. Mogu ga lučiti različite stanice, uključujući epitelne stanice, keratinocite, mastocite, neutrofile, makrofage i monocite. Većina ove vrste antibiotika sadrži 37 - 39 'aminokiselinskih ostataka' i ima 0 cisteina. Zbog jake bazičnosti na N-terminalnom položaju antibakterijskog peptida, on može formirati stabilnu 'amfifilnu spiralnu strukturu'. Antibakterijski peptid LL-37 također ima 'amfifilnu α-spiralnu strukturu'. Zbog svoje funkcije ubijanja patogenih bakterija, nazvan je antibakterijskim peptidom. '37' u nazivu LL-37 može biti povezan s brojem njegovih aminokiselinskih ostataka. Ujedno je poznat i kao katelicidin i ropokamptid.
Koji je mehanizam djelovanja LL-37 protiv bakterija otpornih na antibiotike?
Razbijanje stanične membrane bakterija:
LL-37 se može umetnuti u bakterijsku staničnu membranu, posebno imajući destruktivan učinak na staničnu membranu koja sadrži fosfatidilglicerol (DPPG). Poremetit će strukturu bakterijske stanične membrane i tako ispoljiti baktericidni učinak [1] . Na primjer, studije su otkrile da se LL-37 može umetnuti u stanične membrane Gram-pozitivnih i Gram-negativnih bakterija, što dovodi do povećanja propusnosti stanične membrane, istjecanja sadržaja stanica i konačno smrti bakterija.
Antibakterijsko djelovanje širokog spektra:
LL-37 ima antibakterijsko djelovanje protiv raznih bakterija otpornih na antibiotike. Može djelovati protiv Gram-pozitivnih bakterija (kao što su Staphylococcus aureus, Streptococcus, Enterococcus itd.), Gram-negativnih bakterija (kao što su Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Salmonella itd.) i drugih bakterijskih patogena (kao što su Mycoplasma, Ureaplasma, Mycobacterium itd.) [2] . Ova antibakterijska aktivnost širokog spektra čini LL-37 potencijalnom vrijednošću primjene u borbi protiv različitih vrsta bakterija otpornih na antibiotike.
Uništavanje formiranog biofilma:
Bakterijski biofilm jedan je od važnih razloga otpornosti patogenih bakterija na lijekove. Antibakterijski peptid LL-37 može uništiti formirani biofilm, čime se smanjuje otpornost bakterija na lijekove. Na primjer, kod infekcije protetskog zgloba (PJI) nakon umjetne zamjene zgloba, otpornost patogenih bakterija na lijekove uzrokovana bakterijskim biofilmom otežava liječenje. Međutim, LL-37 može imati učinkovitu antibakterijsku i bakteriostatsku ulogu inhibicijom stvaranja biofilma i uništavanjem formiranog biofilma.
Povećanje antibakterijskog djelovanja antibiotika:
Istraživanja su pokazala da LL-37 ima sinergistički učinak s određenim antibioticima. Na primjer, kada se koristi u kombinaciji s amoksicilin klavulanskom kiselinom (AMC), LL-37 može snažno pojačati antibakterijsko djelovanje AMC-a.
Izvor: PubMed [6]
Koje su primjene za LL-37?
Poticanje regeneracije kostiju:
Neke studije su pokazale da antibakterijski peptid LL-37 ima pozitivan učinak na regeneraciju kostiju. Neka su istraživanja pokazala da su mezenhimalne matične stanice ljudskog masnog tkiva (hADSC) uzgajane s različitim koncentracijama LL-37, te je utvrđeno da je koncentracija LL-37 imala utjecaj na osteogenu sposobnost hADSC, dosegnuvši vrhunac na 4 μg/ml. Osim toga, kombinirana skela PSeD/hADSCs/LL-37 pokazala je bolja osteogena svojstva od skela PSeD/hADSCs, PSeD i kontrolne skupine u modelu defekta kalvarija štakora, što ukazuje na visok potencijal u kliničkoj regeneraciji kosti.
Antibakterijski učinak:
Inhibicija višestrukih patogenih bakterija:
Neka su istraživanja koristila metodu mikro-dvostrukog razrjeđivanja za određivanje minimalne inhibitorne koncentracije (MIC) antibakterijskog peptida LL-37 protiv Escherichie coli, Salmonelle i Staphylococcus aureusa. Rezultati su pokazali da LL-37 ima različite stupnjeve inhibicijskih učinaka na te tri patogene bakterije, pri čemu su minimalne inhibicijske koncentracije bile 3,12, 1,56, odnosno 0,78 μg/mL. Test toplinske stabilnosti pokazao je da rekombinantni antibakterijski peptid i dalje ima dobru aktivnost na visokim temperaturama. Rezultati ispitivanja kiselinsko-bazne stabilnosti pokazali su da LL-37 ima određenu aktivnost pri pH rasponu od 2,0 do 12,0, s najboljom aktivnošću pri pH od 5,0 do 6,0, a -20°C je najbolji uvjet za dugotrajno skladištenje [3].
Učinak na bakterije otporne na antibiotike:
Neki su ljudi proučavali antibakterijsku učinkovitost antibakterijskog peptida LL-37 i nanočestica srebra (AgNP) protiv Staphylococcus aureusa (S. aureus), mikroorganizma koji se obično nalazi u infekcijama povezanim s biofilmom. Rezultati su pokazali da je LL-37 najučinkovitije antibakterijsko sredstvo, sa smanjenjem broja kolonija za više od 4 logaritma. Nasuprot tome, učinci nanočestica srebra i konvencionalnih antibiotika bili su slabiji, sa smanjenjem broja kolonija manjim od 1 logaritma. Antibakterijsko kombinirano liječenje rifampicinom značajno je povećalo logaritamsko smanjenje AgNP-ova i gentamicina, ali je još uvijek bilo značajno niže nego kod LL-37 korištenog samostalno [4].
Primjena kod plućnih infekcija:
Studije su pokazale da je Pseudomonas aeruginosa (PA) postala hitan izazov za plućne infekcije i ozljede pluća. Peptid LL37 učinkovito je antibakterijsko sredstvo protiv sojeva PA, ali njegova je primjena ograničena zbog brzog uklanjanja in vivo, problema s biološkom sigurnošću i niske bioraspoloživosti. Stoga je razvijen sustav za isporuku nanolijeka na bazi albumina osjetljiv na redukciju kako bi se poboljšala učinkovitost LL37 protiv PA in vivo stvaranjem međumolekularnih disulfidnih veza. Kationski LL37 može se učinkovito inkapsulirati putem elektrostatske interakcije kako bi se postigao poboljšani antibakterijski učinak. Peptid LL37 pokazao je produženo otpuštanje više od 48 sati iz nanočestica peptida LL37 (LL37 PNP), a produljeni antibakterijski učinak zabilježen je s povećanjem vremena inkubacije. U mišjem modelu akutne PA plućne infekcije, LL37 PNP značajno je smanjio ekspresiju TNF-α i IL-1β i ublažio ozljedu pluća. To ukazuje da LL37 PNP može učinkovitije poboljšati PA plućnu infekciju i naknadni upalni odgovor od slobodnog peptida LL37 [3].
Aktiviranje antibakterijske funkcije trombocita:
Istraživanja su pokazala da antibakterijski peptid LL-37 može aktivirati antibakterijsku funkciju ljudskih trombocita. Nakon što se trombociti tretiraju s LL-37, površinska ekspresija receptora za prepoznavanje mikroorganizama (Toll-like receptori (TLR) 2 i -4, CD32, CD206, Dectin-1, CD35, LOX-1, CD41, CD62P i αIIbβ3 integrin) i molekula povezanih s predstavljanjem antigena T limfocitima (CD80, CD86 i HLA-ABC) se povećava, a izlučuju se antibakterijske molekule: baktericidni protein/protein koji povećava propusnost (BPI), azurocidin, humani neutrofilni peptid (HNP)-1 i mijeloperoksidaza. Oni također prevode azurocidin i pojačavaju vezanje na Escherichia coli, Staphylococcus aureus i Candida albicans. Osim toga, supernatant trombocita tretiranih s LL-37 može inhibirati rast Escherichia coli, ili trombociti mogu koristiti svoj LL-37 za inhibiciju rasta mikroba [5].
Primjena u sustavima za dostavu lijekova
Studije su spomenule da su antibakterijski peptidi (AMP) nova klasa biomolekula sa širokim spektrom antibakterijskih svojstava i privukli su pozornost zbog brzog porasta rezistencije na antibiotike [6] . LL37 je jedini antibakterijski peptid izveden iz katelicidina pronađen u ljudi. S dubinskim istraživanjem, LL37 je pokazao različite biološke funkcije, uključujući regulaciju upalnog odgovora, kemotaksu imunoloških stanica, poticanje zacjeljivanja rana i osteogenezu, što je potaknulo različite kliničke primjene. Međutim, klinička translacija LL37 ograničena je njegovom osjetljivošću na razgradnju proteaze, potencijalnom toksičnošću, slabom bioraspoloživošću, itd. Razni sustavi isporuke, uključujući metalne nanočestice, polimerne materijale i sustave temeljene na lipidima, uvedeni su za postizanje terapeutskih primjena.
Zaključno, kao multifunkcionalni bioaktivni peptid, LL-37 je pokazao veliki potencijal u kliničkim primjenama. U smislu promicanja regeneracije kostiju, kroz sinergističke učinke višestrukih mehanizama kao što su promicanje diferencijacije i aktivnosti osteoblasta, antibakterijski učinci, imunomodulacija i promicanje angiogeneze, donio je novu nadu za popravak ozljeda kostiju. Kad se radi o bakterijama otpornim na antibiotike, izravnim uništavanjem stanične membrane, inhibicijom stvaranja biofilmova i sinergijom s antibioticima, očekuje se da će postati moćno oružje za rješavanje problema bakterija otpornih na lijekove. U sustavima za isporuku lijekova, projektiranjem i optimiziranjem antibakterijskih peptidnih šablona, konstruiranjem višestrukih sustava za isporuku lijekova i istraživanjem kombinirane primjene lijekova, njegov klinički učinak liječenja može se dodatno poboljšati. Ukratko, LL-37 ima potencijal u višestrukim aspektima kliničke primjene, uključujući promicanje regeneracije kostiju, antibakterijske učinke, aktiviranje antibakterijske funkcije trombocita i primjene u sustavima za dostavu lijekova.
O autoru
Sve gore navedene materijale istražio je, uredio i sastavio Cocer Peptides.
Autor znanstvenog časopisa
Francisco J. Sanchez-Pena je istraživač na Universidad Autonoma Benito Juarez de Oaxaca (Autonomno sveučilište Benito Juarez u Oaxaci). Osnovano 1827. godine, ovo je sveučilište značajna javna ustanova u Oaxaci, Meksiko, koja nudi širok raspon akademskih programa u područjima kao što su prirodne znanosti, inženjerstvo, humanističke i društvene znanosti.
Istraživanja Francisca J. Sanchez-Pene usmjerena su na biokemiju i molekularnu biologiju, mikrobiologiju i kemiju. Ove discipline uključuju proučavanje kemijskih procesa unutar organizama, molekularne strukture i funkcije, karakteristike mikroba i njihove interakcije s okolišem, kao i sastav, svojstva i pravila transformacije kemijskih tvari. Istraživanja u ovim područjima imaju značajnu primjenu u medicini, poljoprivredi, znanosti o okolišu itd. Francisco J. Sanchez-Pena naveden je u referenci citata [5].
