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1 kit (10 fiale)
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▎ Struttura LL-37
Fonte: PubChem |
Sequenza: LLGDFFRKSKEKIGKEFKRIVQRIKDFLRNLVPRTES Formula molecolare: C 205H 340N 60O53 Peso Molecolare: 4493 g/mol Numero CAS: 154947-66-7 ID PubChem: 16198951 Sinonimi: catelicidina；ropocamptide |
▎ LL-37 Ricerca
Qual è il background di ricerca di LL-37?
LL-37 è stato scoperto per la prima volta come classe di piccole sostanze peptidiche cationiche nelle pupe del baco da seta Samia cynthia ricini dallo scienziato svedese Boman HG nel 1980. LL-37 è il peptide C-terminale (CAMP, hCAP18) del peptide antibatterico umano catelicidina, che può aumentare la resistenza all'invasione microbica e svolge importanti funzioni fisiologiche nella chemiotassi, promuovendo la chiusura delle ferite e l'angiogenesi (Chen X, 2018). I peptidi antibatterici sono ampiamente presenti negli animali, nelle piante e in una piccola quantità di microrganismi e costituiscono una parte importante dell'immunità innata dei vertebrati. Come proteina secretoria, LL-37 è ampiamente presente in più organi e tessuti del corpo umano. Varie cellule, comprese le cellule epiteliali, i cheratinociti, i mastociti, i neutrofili, i macrofagi e i monociti, possono secernerlo. La maggior parte di questo tipo di antibiotici contiene 37-39 'residui di aminoacidi' e contiene 0 cisteina. A causa della forte basicità nella posizione N-terminale del peptide antibatterico, può formare una 'struttura elicoidale anfifila' stabile. Anche il peptide antibatterico LL-37 ha una 'struttura α-elicoidale anfifilica'. A causa della sua funzione di uccidere i batteri patogeni, è chiamato peptide antibatterico. Il '37' nel nome LL-37 può essere correlato al numero dei suoi residui aminoacidici. Allo stesso tempo, è noto anche come catelicidina e ropocamptide.
Qual è il meccanismo d'azione di LL-37 contro i batteri resistenti agli antibiotici?
Distruzione della membrana cellulare batterica:
LL-37 può inserirsi nella membrana cellulare batterica, avendo in particolare un effetto distruttivo sulla membrana cellulare contenente fosfatidilglicerolo (DPPG). Interromperà la struttura della membrana cellulare batterica, esercitando così un effetto battericida [1] . Ad esempio, gli studi hanno scoperto che LL-37 può inserirsi nelle membrane cellulari di batteri sia Gram-positivi che Gram-negativi, portando ad un aumento della permeabilità della membrana cellulare, alla fuoriuscita del contenuto cellulare e, infine, alla morte dei batteri.
Attività antibatterica ad ampio spettro:
LL-37 ha attività antibatterica contro una varietà di batteri resistenti agli antibiotici. Può agire contro batteri Gram-positivi (come Staphylococcus aureus, Streptococcus, Enterococcus, ecc.), batteri Gram-negativi (come Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Salmonella, ecc.) e altri batteri patogeni (come Mycoplasma, Ureaplasma, Mycobacterium, ecc.) [2] . Questa attività antibatterica ad ampio spettro fa sì che LL-37 abbia un potenziale valore applicativo nella lotta contro diversi tipi di batteri resistenti agli antibiotici.
Distruzione del biofilm formato:
Il biofilm batterico è uno dei motivi importanti della resistenza ai farmaci dei batteri patogeni. Il peptide antibatterico LL-37 può distruggere il biofilm formato, riducendo così la resistenza ai farmaci dei batteri. Ad esempio, nell'infezione dell'articolazione protesica (PJI) dopo la sostituzione dell'articolazione artificiale, la resistenza ai farmaci dei batteri patogeni causata dal biofilm batterico rende difficile il trattamento. Tuttavia, LL-37 può svolgere un efficace ruolo antibatterico e batteriostatico inibendo la formazione del biofilm e distruggendo il biofilm formato.
Migliorare l’attività antibatterica degli antibiotici:
Gli studi hanno dimostrato che LL-37 ha un effetto sinergico con alcuni antibiotici. Ad esempio, se utilizzato in combinazione con l’amoxicillina acido clavulanico (AMC), LL-37 può potenziare fortemente l’attività antibatterica dell’AMC.
Fonte: PubMed [6]
Quali sono le applicazioni per LL-37?
Promuovere la rigenerazione ossea:
Alcuni studi hanno dimostrato che il peptide antibatterico LL-37 ha un effetto positivo sulla rigenerazione ossea. Alcune ricerche hanno dimostrato che le cellule staminali mesenchimali umane di derivazione adiposa (hADSC) sono state coltivate con diverse concentrazioni di LL-37 e si è scoperto che la concentrazione di LL-37 ha avuto un impatto sulla capacità osteogenica delle hADSC, raggiungendo un picco a 4μg/ml. Inoltre, lo scaffold combinato PSeD/hADSC/LL-37 ha mostrato proprietà osteogeniche più superiori rispetto agli scaffold PSeD/hADSC, PSeD e del gruppo di controllo nel modello di difetto calvariale del ratto, indicando un alto potenziale nella rigenerazione ossea clinica.
Effetto antibatterico:
Inibizione di più batteri patogeni:
Alcune ricerche hanno utilizzato il metodo della micro-doppia diluizione per determinare la concentrazione minima inibente (MIC) del peptide antibatterico LL-37 contro Escherichia coli, Salmonella e Staphylococcus aureus. I risultati hanno mostrato che LL-37 aveva diversi gradi di effetti inibitori su questi tre batteri patogeni, con concentrazioni inibitorie minime pari rispettivamente a 3,12, 1,56 e 0,78 μg/mL. Il test di stabilità termica ha dimostrato che il peptide antibatterico ricombinante aveva ancora una buona attività ad alte temperature. I risultati del test di stabilità acido-base hanno mostrato che LL-37 aveva una certa attività a un intervallo di pH compreso tra 2,0 e 12,0, con l'attività migliore a un pH compreso tra 5,0 e 6,0 e -20°C essendo la condizione migliore per la conservazione a lungo termine [3].
Effetto sui batteri resistenti agli antibiotici:
Alcune persone hanno studiato l’efficacia antibatterica del peptide antibatterico LL-37 e delle nanoparticelle d’argento (AgNP) contro lo Staphylococcus aureus (S. aureus), un microrganismo comunemente presente nelle infezioni correlate al biofilm. I risultati hanno mostrato che LL-37 era l’agente antibatterico più efficace, con una riduzione della conta delle colonie di oltre 4 logaritmi. Al contrario, gli effetti delle nanoparticelle d’argento e degli antibiotici convenzionali erano più scarsi, con una riduzione del conteggio delle colonie inferiore a 1 logaritmo. Il trattamento antibatterico combinato con rifampicina ha aumentato significativamente la riduzione logaritmica di AgNP e gentamicina, ma era comunque significativamente inferiore a quella di LL-37 usato da solo [4].
Applicazione nell'infezione polmonare:
Gli studi hanno dimostrato che Pseudomonas aeruginosa (PA) è diventato un problema urgente per le infezioni polmonari e le lesioni polmonari. Il peptide LL37 è un agente antibatterico efficace contro i ceppi PA, ma la sua applicazione è limitata a causa della sua rapida eliminazione in vivo, problemi di biosicurezza e bassa biodisponibilità. Pertanto, è stato sviluppato un sistema di somministrazione di nanofarmaci a base di albumina sensibile alla riduzione per migliorare le prestazioni di LL37 contro PA in vivo formando legami disolfuro intermolecolari. Il cationico LL37 può essere efficacemente incapsulato attraverso l'interazione elettrostatica per esercitare un effetto antibatterico migliorato. Il peptide LL37 ha mostrato un rilascio prolungato di oltre 48 ore dalle nanoparticelle del peptide LL37 (LL37 PNP) ed è stato notato un effetto antibatterico prolungato con l'aumento del tempo di incubazione. In un modello murino di infezione polmonare acuta PA, LL37 PNP ha ridotto significativamente l'espressione di TNF-α e IL-1β e ha alleviato il danno polmonare. Ciò indica che LL37 PNP può migliorare in modo più efficace l’infezione polmonare PA e la conseguente risposta infiammatoria rispetto al peptide LL37 libero [3].
Attivazione della funzione antibatterica delle piastrine:
Gli studi hanno evidenziato che il peptide antibatterico LL-37 può attivare la funzione antibatterica delle piastrine umane. Dopo che le piastrine sono state trattate con LL-37, l'espressione superficiale dei recettori per il riconoscimento dei microrganismi (recettori Toll-like (TLR) 2 e -4, CD32, CD206, Dectin-1, CD35, LOX-1, CD41, CD62P e integrina αIIbβ3) e delle molecole correlate alla presentazione degli antigeni ai linfociti T (CD80, CD86 e HLA-ABC) è aumenta e vengono secrete molecole antibatteriche: proteina battericida/che aumenta la permeabilità (BPI), azurocidina, peptide dei neutrofili umani (HNP)-1 e mieloperossidasi. Traducono anche l'azurocidina e migliorano il legame con Escherichia coli, Staphylococcus aureus e Candida albicans. Inoltre, il surnatante delle piastrine trattate con LL-37 può inibire la crescita di Escherichia coli, oppure le piastrine possono utilizzare il loro LL-37 per inibire la crescita microbica [5].
Applicazione nei sistemi di somministrazione di farmaci
Gli studi hanno menzionato che i peptidi antibatterici (AMP) sono una nuova classe di biomolecole con proprietà antibatteriche ad ampio spettro e hanno attirato l'attenzione a causa del rapido aumento della resistenza agli antibiotici [6] . LL37 è l’unico peptide antibatterico derivato dalla catelicidina presente nell’uomo. Con una ricerca approfondita, LL37 ha mostrato varie funzioni biologiche, tra cui la regolazione della risposta infiammatoria, la chemiotassi delle cellule immunitarie, la promozione della guarigione delle ferite e l'osteogenesi, che hanno incoraggiato una varietà di applicazioni cliniche. Tuttavia, la traduzione clinica di LL37 è limitata dalla sua sensibilità alla degradazione della proteasi, alla potenziale tossicità, alla scarsa biodisponibilità, ecc. Vari sistemi di rilascio, tra cui nanoparticelle metalliche, materiali polimerici e sistemi a base lipidica, sono stati introdotti per ottenere applicazioni terapeutiche.
In conclusione, come peptide bioattivo multifunzionale, LL-37 ha mostrato un grande potenziale nelle applicazioni cliniche. In termini di promozione della rigenerazione ossea, attraverso gli effetti sinergici di molteplici meccanismi come la promozione della differenziazione e dell’attività degli osteoblasti, effetti antibatterici, immunomodulazione e promozione dell’angiogenesi, ha portato nuove speranze per la riparazione delle lesioni ossee. Quando si tratta di batteri resistenti agli antibiotici, distruggendo direttamente la membrana cellulare, inibendo la formazione di biofilm e creando sinergia con gli antibiotici, si prevede che diventi un’arma potente per risolvere il problema dei batteri resistenti ai farmaci. Nei sistemi di somministrazione di farmaci, progettando e ottimizzando modelli peptidici antibatterici, costruendo più sistemi di somministrazione di farmaci ed esplorando l'applicazione combinata di farmaci, l'effetto del trattamento clinico può essere ulteriormente migliorato. In breve, LL-37 ha potenziale in molteplici aspetti delle applicazioni cliniche, tra cui la promozione della rigenerazione ossea, effetti antibatterici, l’attivazione della funzione antibatterica delle piastrine e applicazioni nei sistemi di somministrazione di farmaci.
Informazioni sull'autore
I materiali sopra menzionati sono tutti ricercati, modificati e compilati da Cocer Peptides.
Autore di riviste scientifiche
Francisco J. Sanchez-Pena è ricercatore presso l'Universidad Autonoma Benito Juarez de Oaxaca (Università Autonoma Benito Juarez di Oaxaca). Fondata nel 1827, questa università è un'importante istituzione pubblica a Oaxaca, in Messico, che offre una vasta gamma di programmi accademici in campi quali scienze naturali, ingegneria, discipline umanistiche e scienze sociali.
La ricerca di Francisco J. Sanchez-Pena si concentra su biochimica e biologia molecolare, microbiologia e chimica. Queste discipline implicano lo studio dei processi chimici all'interno degli organismi, delle strutture e delle funzioni molecolari, delle caratteristiche microbiche e delle loro interazioni con l'ambiente, nonché della composizione, delle proprietà e delle regole di trasformazione delle sostanze chimiche. La ricerca in queste aree ha applicazioni significative in medicina, agricoltura, scienze ambientali e altro ancora. Francisco J. Sanchez-Pena è elencato nel riferimento della citazione [5].
