LL-37 5მგ

▎ LL-37 სტრუქტურა

წყარო: PubChem

თანმიმდევრობა: LLGDFFRKSKEKIGKEFKRIVQRIKDFLRNLVPRTES მოლეკულური ფორმულა: C 205H 340N 60O53 მოლეკულური წონა: 4493 გ/მოლ CAS ნომერი: 154947-66-7 PubChem CID: 16198951 სინონიმები: კათელიციდინი; როპოკამპტიდი

▎ LL-37 კვლევა

როგორია LL-37 კვლევის საფუძველი?

LL-37 პირველად აღმოაჩინა, როგორც კათიონური მცირე პეპტიდური ნივთიერებების კლასი აბრეშუმის ჭიის ლეკვებში Samia cynthia ricini შვედმა მეცნიერმა ბომან HG-მ 1980 წელს. LL-37 არის C-ტერმინალური პეპტიდი (CAMP, hCAP18), რომელიც ზრდის ადამიანის კათელიპტივაციდის წინააღმდეგობას, ანტიბაქტერიული მიკროორგანიზმების მიმართ. ასრულებს მნიშვნელოვან ფიზიოლოგიურ ფუნქციებს ქიმიოტაქსის დროს, ხელს უწყობს ჭრილობის დახურვას და ანგიოგენეზს (Chen X, 2018). ანტიბაქტერიული პეპტიდები ფართოდ არის წარმოდგენილი ცხოველებში, მცენარეებში და მცირე რაოდენობით მიკროორგანიზმებში და ისინი ხერხემლიანთა თანდაყოლილი იმუნიტეტის მნიშვნელოვანი ნაწილია. როგორც სეკრეტორული ცილა, LL-37 ფართოდ არის წარმოდგენილი ადამიანის სხეულის მრავალ ორგანოსა და ქსოვილში. სხვადასხვა უჯრედებს, მათ შორის ეპითელურ უჯრედებს, კერატინოციტებს, მასტ უჯრედებს, ნეიტროფილებს, მაკროფაგებს და მონოციტებს შეუძლიათ მისი გამოყოფა. ამ ტიპის ანტიბიოტიკების უმეტესობა შეიცავს 37-39 'ამინომჟავის ნარჩენებს' და შეიცავს 0 ცისტეინს. ანტიბაქტერიული პეპტიდის N-ტერმინალურ პოზიციაზე ძლიერი ფუძეობის გამო, მას შეუძლია შექმნას სტაბილური 'ამფიფილური სპირალური სტრუქტურა'. ანტიბაქტერიულ პეპტიდს LL-37 ასევე აქვს 'ამფიფილური α-სპირალური სტრუქტურა'. პათოგენური ბაქტერიების განადგურების ფუნქციის გამო მას ანტიბაქტერიულ პეპტიდს უწოდებენ. '37' სახელში LL-37 შეიძლება დაკავშირებული იყოს მისი ამინომჟავების ნარჩენების რაოდენობასთან. ამავე დროს, იგი ასევე ცნობილია როგორც კათელიციდინი და როპოკამპტიდი.

როგორია LL-37-ის მოქმედების მექანიზმი ანტიბიოტიკებისადმი რეზისტენტული ბაქტერიების მიმართ?

ბაქტერიული უჯრედის მემბრანის დარღვევა: 

LL-37 შეიძლება შევიდეს ბაქტერიის უჯრედის მემბრანაში, განსაკუთრებით დესტრუქციული ეფექტის მქონე უჯრედის მემბრანაზე, რომელიც შეიცავს ფოსფატიდილგლიცეროლს (DPPG). ის დაარღვევს ბაქტერიული უჯრედის მემბრანის სტრუქტურას, რითაც ახდენს ბაქტერიციდულ ეფექტს ^[1] . მაგალითად, კვლევებმა აჩვენა, რომ LL-37 შეიძლება შევიდეს როგორც გრამდადებითი, ასევე გრამუარყოფითი ბაქტერიების უჯრედულ მემბრანებში, რაც იწვევს უჯრედის მემბრანის გამტარიანობის ზრდას, უჯრედის შიგთავსის გაჟონვას და საბოლოოდ ბაქტერიების სიკვდილს.

ფართო სპექტრის ანტიბაქტერიული აქტივობა: 

LL-37-ს აქვს ანტიბაქტერიული აქტივობა სხვადასხვა ანტიბიოტიკებისადმი მდგრადი ბაქტერიების მიმართ. მას შეუძლია იმოქმედოს გრამდადებითი ბაქტერიების (როგორიცაა Staphylococcus aureus, Streptococcus, Enterococcus და ა.შ.), გრამუარყოფითი ბაქტერიების (როგორიცაა Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Salmonella და ა.შ.) და სხვა ბაქტერიული პათოგენების (როგორიცაა Mycoplasma, Ureaplasma) და ^სხვ . ეს ფართო სპექტრის ანტიბაქტერიული აქტივობა აიძულებს LL-37-ს ჰქონდეს პოტენციური გამოყენების მნიშვნელობა სხვადასხვა ტიპის ანტიბიოტიკებისადმი რეზისტენტული ბაქტერიების წინააღმდეგ ბრძოლაში.

ჩამოყალიბებული ბიოფილმის განადგურება: 

ბაქტერიული ბიოფილმი არის პათოგენური ბაქტერიების წამლის წინააღმდეგობის ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი მიზეზი. ანტიბაქტერიულ პეპტიდს LL-37 შეუძლია გაანადგუროს წარმოქმნილი ბიოფილმი, რითაც ამცირებს ბაქტერიების წამლის წინააღმდეგობას. მაგალითად, პროთეზური სახსრის ინფექციის (PJI) ხელოვნური სახსრის ჩანაცვლების შემდეგ, პათოგენური ბაქტერიების წამლისმიერი რეზისტენტობა გამოწვეული ბაქტერიული ბიოფილმით ართულებს მკურნალობას. თუმცა, LL-37-ს შეუძლია შეასრულოს ეფექტური ანტიბაქტერიული და ბაქტერიოსტატიკური როლი ბიოფილმის წარმოქმნის ინჰიბირებით და წარმოქმნილი ბიოფილმის განადგურებით.

ანტიბიოტიკების ანტიბაქტერიული აქტივობის გაძლიერება: 

კვლევებმა აჩვენა, რომ LL-37-ს აქვს სინერგიული ეფექტი გარკვეულ ანტიბიოტიკებთან. მაგალითად, ამოქსიცილინის კლავულანის მჟავასთან (AMC) კომბინაციაში გამოყენებისას LL-37-ს შეუძლია ძლიერად გააძლიეროს AMC-ის ანტიბაქტერიული აქტივობა.

წყარო: PubMed ^[6]

რა განაცხადები არსებობს LL-37-ზე?

ძვლის რეგენერაციის ხელშეწყობა: 

ზოგიერთმა კვლევამ აჩვენა, რომ ანტიბაქტერიული პეპტიდი LL-37 დადებითად მოქმედებს ძვლის რეგენერაციაზე. ზოგიერთმა კვლევამ აჩვენა, რომ ადამიანის ცხიმოვანი მეზენქიმული ღეროვანი უჯრედები (hADSCs) კულტივირებული იყო LL-37-ის სხვადასხვა კონცენტრაციით და აღმოჩნდა, რომ LL-37-ის კონცენტრაციამ გავლენა მოახდინა hADSC-ების ოსტეოგენურ უნარზე, მიაღწია პიკს 4μg/ml. გარდა ამისა, PSeD/hADSCs/LL-37 კომბინირებული ხარაჩო აჩვენებდა უფრო მაღალ ოსტეოგენურ თვისებებს, ვიდრე PSeD/hADSCs, PSeD და საკონტროლო ჯგუფის ხარაჩოები ვირთხების კალვარიული დეფექტის მოდელში, რაც მიუთითებს ძვლის კლინიკურ რეგენერაციაში მაღალ პოტენციალზე.

ანტიბაქტერიული ეფექტი:

მრავალი პათოგენური ბაქტერიის ინჰიბირება: 

ზოგიერთმა კვლევამ გამოიყენა მიკრო-ორმაგი განზავების მეთოდი, რათა დადგინდეს ანტიბაქტერიული პეპტიდის LL-37 მინიმალური ინჰიბიტორული კონცენტრაცია (MIC) Escherichia coli-ს, Salmonella-სა და Staphylococcus aureus-ის წინააღმდეგ. შედეგებმა აჩვენა, რომ LL-37-ს ჰქონდა სხვადასხვა ხარისხის ინჰიბიტორული ეფექტი ამ სამ პათოგენურ ბაქტერიაზე, მინიმალური ინჰიბიტორული კონცენტრაციით, შესაბამისად, 3.12, 1.56 და 0.78 მკგ/მლ. თერმული სტაბილურობის ტესტმა აჩვენა, რომ რეკომბინანტულ ანტიბაქტერიულ პეპტიდს კვლავ კარგი აქტივობა ჰქონდა მაღალ ტემპერატურაზე. მჟავა-ტუტოვანი სტაბილურობის ტესტის შედეგებმა აჩვენა, რომ LL-37-ს ჰქონდა გარკვეული აქტივობა pH-ის დიაპაზონში 2.0-დან 12.0-მდე, საუკეთესო აქტივობით pH 5.0-დან 6.0-მდე და -20°C საუკეთესო პირობაა გრძელვადიანი შენახვისთვის ^[3].

ეფექტი ანტიბიოტიკებისადმი რეზისტენტულ ბაქტერიებზე: 

ზოგიერთმა ადამიანმა შეისწავლა ანტიბაქტერიული პეპტიდის LL-37 და ვერცხლის ნანონაწილაკების (AgNPs) ანტიბაქტერიული ეფექტურობა Staphylococcus aureus (S. aureus) წინააღმდეგ, მიკროორგანიზმი, რომელიც ჩვეულებრივ გვხვდება ბიოფილმთან დაკავშირებულ ინფექციებში. შედეგებმა აჩვენა, რომ LL-37 იყო ყველაზე ეფექტური ანტიბაქტერიული აგენტი, კოლონიების რაოდენობის შემცირებით 4 ლოგარითმზე მეტით. ამის საპირისპიროდ, ვერცხლის ნანონაწილაკებისა და ჩვეულებრივი ანტიბიოტიკების ეფექტი უფრო ცუდი იყო, კოლონიების რაოდენობის შემცირებით 1 ლოგარითმზე ნაკლები. ანტიბაქტერიული კომბინირებული მკურნალობა რიფამპიცინთან მნიშვნელოვნად გაზრდიდა AgNP-ების და გენტამიცინის ლოგარითმული შემცირებას, მაგრამ ის მაინც მნიშვნელოვნად დაბალი იყო, ვიდრე ცალკე გამოყენებული LL-37 ^[4].

გამოყენება ფილტვის ინფექციის დროს: 

კვლევებმა აჩვენა, რომ Pseudomonas aeruginosa (PA) გახდა გადაუდებელი გამოწვევა ფილტვის ინფექციისა და ფილტვის დაზიანებისთვის. LL37 პეპტიდი არის ეფექტური ანტიბაქტერიული აგენტი PA შტამების წინააღმდეგ, მაგრამ მისი გამოყენება შეზღუდულია მისი სწრაფი კლირენსის in vivo, ბიოუსაფრთხოების პრობლემების და დაბალი ბიოშეღწევადობის გამო. ამიტომ, შემუშავებულია შემცირებისადმი მგრძნობიარე ალბუმინიზე დაფუძნებული ნანოწამლის მიწოდების სისტემა, რათა გააუმჯობესოს LL37-ის მოქმედება PA-ს წინააღმდეგ in vivo ინტერმოლეკულური დისულფიდური ბმების წარმოქმნით. კათიონური LL37 შეიძლება ეფექტურად იყოს ინკაფსულირებული ელექტროსტატიკური ურთიერთქმედებით, რათა მოახდინოს გაუმჯობესებული ანტიბაქტერიული ეფექტი. LL37 პეპტიდმა აჩვენა მდგრადი გათავისუფლება 48 საათზე მეტი ხნის განმავლობაში LL37 პეპტიდის ნანონაწილაკებისგან (LL37 PNP) და აღინიშნა გაფართოებული ანტიბაქტერიული ეფექტი ინკუბაციის დროის მატებასთან ერთად. მწვავე PA ფილტვის ინფექციის თაგვის მოდელში, LL37 PNP მნიშვნელოვნად ამცირებს TNF-α და IL-1β ექსპრესიას და ამსუბუქებს ფილტვის დაზიანებას. ეს მიუთითებს, რომ LL37 PNP-ს შეუძლია უფრო ეფექტურად გააუმჯობესოს PA ფილტვის ინფექცია და შემდგომი ანთებითი პასუხი, ვიდრე თავისუფალი LL37 პეპტიდი ^[3].

თრომბოციტების ანტიბაქტერიული ფუნქციის გააქტიურება: 

კვლევებმა აჩვენა, რომ ანტიბაქტერიულ პეპტიდს LL-37 შეუძლია გაააქტიუროს ადამიანის თრომბოციტების ანტიბაქტერიული ფუნქცია. თრომბოციტების დამუშავების შემდეგ LL-37, მიკროორგანიზმების ამოცნობის რეცეპტორების ზედაპირული გამოხატულება (Toll-ის მსგავსი რეცეპტორები (TLRs) 2 და -4, CD32, CD206, Dectin-1, CD35, LOX-1, CD41, CD62P, და αIIbβ3 მოლიკულების ანტიგენებთან დაკავშირებული და TLRs. (CD80, CD86 და HLA-ABC) გაიზარდა და გამოიყოფა ანტიბაქტერიული მოლეკულები: ბაქტერიციდული/გამტარიანობის გამაძლიერებელი ცილა (BPI), აზუროციდინი, ადამიანის ნეიტროფილის პეპტიდი (HNP)-1 და მიელოპეროქსიდაზა. ისინი ასევე თარგმნიან აზუროციდინს და აძლიერებენ შეკავშირებას Escherichia coli-სთან, Staphylococcus aureus-თან და Candida albicans-თან. გარდა ამისა, LL-37-ით დამუშავებული თრომბოციტების სუპერნატანტს შეუძლია შეაფერხოს Escherichia coli-ს ზრდა, ან თრომბოციტებს შეუძლიათ გამოიყენონ თავიანთი LL-37 მიკრობული ზრდის დასათრგუნად ^[5].

გამოყენება წამლების მიწოდების სისტემებში

კვლევებმა აღინიშნა, რომ ანტიბაქტერიული პეპტიდები (AMPs) არის ბიომოლეკულების ახალი კლასი, ფართო სპექტრის ანტიბაქტერიული თვისებებით და მიიპყრეს ყურადღება ანტიბიოტიკების წინააღმდეგობის სწრაფი ზრდის გამო ^[6] . LL37 არის ერთადერთი კათელიციდინიდან მიღებული ანტიბაქტერიული პეპტიდი, რომელიც გვხვდება ადამიანებში. სიღრმისეული კვლევებით, LL37-მა აჩვენა სხვადასხვა ბიოლოგიური ფუნქციები, მათ შორის ანთებითი პასუხის რეგულირება, იმუნური უჯრედების ქიმიოტაქსია, ჭრილობების შეხორცების ხელშეწყობა და ოსტეოგენეზი, რამაც ხელი შეუწყო სხვადასხვა კლინიკურ გამოყენებას. თუმცა, LL37-ის კლინიკური თარგმანი შემოიფარგლება მისი მგრძნობელობით პროტეაზას დეგრადაციის მიმართ, პოტენციური ტოქსიკურობა, ცუდი ბიოშეღწევადობა და ა.შ. თერაპიული აპლიკაციების მისაღწევად დაინერგა სხვადასხვა მიწოდების სისტემა, მათ შორის ლითონის ნანონაწილაკები, პოლიმერული მასალები და ლიპიდებზე დაფუძნებული სისტემები.

დასასრულს, როგორც მრავალფუნქციური ბიოაქტიური პეპტიდი, LL-37 აჩვენა დიდი პოტენციალი კლინიკურ აპლიკაციებში. ძვლის რეგენერაციის ხელშეწყობის თვალსაზრისით, მრავალი მექანიზმის სინერგიული ეფექტების საშუალებით, როგორიცაა ოსტეობლასტების დიფერენციაციისა და აქტივობის ხელშეწყობა, ანტიბაქტერიული ეფექტები, იმუნომოდულაცია და ანგიოგენეზის ხელშეწყობა, მან მოიტანა ახალი იმედი ძვლის დაზიანების აღდგენისთვის. ანტიბიოტიკებისადმი რეზისტენტულ ბაქტერიებთან ურთიერთობისას, უჯრედის მემბრანის უშუალო განადგურებით, ბიოფილმების წარმოქმნის დათრგუნვით და ანტიბიოტიკებთან სინერგიით, მოსალოდნელია, რომ ის გახდება ძლიერი იარაღი წამლებისადმი მდგრადი ბაქტერიების პრობლემის გადასაჭრელად. წამლის მიწოდების სისტემებში, ანტიბაქტერიული პეპტიდური შაბლონების შემუშავებითა და ოპტიმიზაციით, წამლის მიწოდების მრავალი სისტემის აგებით და წამლების კომბინირებული გამოყენების შესწავლით, მისი კლინიკური მკურნალობის ეფექტი შეიძლება კიდევ უფრო გაძლიერდეს. მოკლედ, LL-37-ს აქვს პოტენციალი კლინიკური გამოყენების მრავალ ასპექტში, მათ შორის ძვლის რეგენერაციის ხელშეწყობა, ანტიბაქტერიული ეფექტები, თრომბოციტების ანტიბაქტერიული ფუნქციის გააქტიურება და წამლების მიწოდების სისტემებში გამოყენება.

ავტორის შესახებ

ზემოაღნიშნული მასალები ყველა გამოკვლეულია, რედაქტირებულია და შედგენილია Cocer Peptides-ის მიერ.

სამეცნიერო ჟურნალის ავტორი

Francisco J. Sanchez-Pena არის მკვლევარი Universidad Autonoma Benito Juarez de Oaxaca-ში (ოახაკას ავტონომიური ბენიტო ხუარესის უნივერსიტეტი). დაარსდა 1827 წელს, ეს უნივერსიტეტი არის მნიშვნელოვანი საჯარო დაწესებულება ოახაკაში, მექსიკაში, რომელიც გთავაზობთ აკადემიური პროგრამების ფართო სპექტრს ისეთ სფეროებში, როგორიცაა საბუნებისმეტყველო მეცნიერებები, ინჟინერია, ჰუმანიტარული და სოციალური მეცნიერებები.

Francisco J. Sanchez-Pena-ს კვლევა ფოკუსირებულია ბიოქიმიასა და მოლეკულურ ბიოლოგიაზე, მიკრობიოლოგიასა და ქიმიაზე. ეს დისციპლინები მოიცავს ორგანიზმებში ქიმიური პროცესების შესწავლას, მოლეკულურ სტრუქტურებსა და ფუნქციებს, მიკრობული მახასიათებლები და მათი ურთიერთქმედება გარემოსთან, აგრეთვე ქიმიური ნივთიერებების შემადგენლობა, თვისებები და ტრანსფორმაციის წესები. ამ სფეროებში კვლევებს მნიშვნელოვანი გამოყენება აქვს მედიცინაში, სოფლის მეურნეობაში, გარემოსდაცვით მეცნიერებაში და სხვა. Francisco J. Sanchez-Pena ჩამოთვლილია ციტატაში [5].

▎ შესაბამისი ციტატები

[1] Neville F, Cahuzac M, Konovalov O, et al. ლიპიდური სათავე ჯგუფის დისკრიმინაცია ანტიმიკრობული პეპტიდის LL-37-ით: მოქმედების მექანიზმის ხედვა [J]. Biophysical Journal, 2006,90(4):1275-1287.DOI:10.1529/biophysj.105.067595.

[2] Neshani A, Zare H, Eidgahi MRA, et al. LL-37: ანტიმიკრობული პროფილის მიმოხილვა მგრძნობიარე და ანტიბიოტიკებისადმი რეზისტენტული ადამიანის ბაქტერიული პათოგენების წინააღმდეგ [J]. Gene Reports, 2019,17:100519.DOI:10.1016/j.genrep.2019.100519.

[3] Li L, Peng Y, Yuan Q და სხვ. კათელიციდინი LL37 ხელს უწყობს ოსტეოგენურ დიფერენციაციას in vitro და ძვლის რეგენერაციას in vivo[J]. საზღვრები ბიოინჟინერიასა და ბიოტექნოლოგიაში, 2021,9.DOI:10.3389/fbioe.2021.638494.

[4] Kang J, Dietz MJ, Li B. ანტიმიკრობული პეპტიდი LL-37 არის ბაქტერიციდული Staphylococcus aureus-ის ბიოფილმების წინააღმდეგ [J]. Plos One, 2019,14(6).DOI:10.1371/journal.pone.0216676.

[5] Sanchez-Pena FJ, Romero-Tlalolini MDLA, Torres-Aguilar H, et al. LL-37 იწვევს ანტიმიკრობულ აქტივობას ადამიანის თრომბოციტებში[J]. მოლეკულური მეცნიერებების საერთაშორისო ჟურნალი, 2023,24(3).DOI:10.3390/ijms24032816.

[6] Lin X, Wang R, Mai S. მიღწევები მიწოდების სისტემებში LL37[J] თერაპიული გამოყენებისთვის. Journal of Drug Delivery Science and Technology, 2020,60.DOI:10.1016/j.jddst.2020.102016.

ამ ვებსაიტზე მოწოდებული ყველა სტატია და პროდუქტის ინფორმაცია განკუთვნილია მხოლოდ ინფორმაციის გავრცელებისა და საგანმანათლებლო მიზნებისთვის.  

ამ ვებგვერდზე მოცემული პროდუქტები განკუთვნილია ექსკლუზიურად ინ ვიტრო კვლევისთვის. ინ ვიტრო კვლევა (ლათ. *in glass*, რაც ნიშნავს მინის ჭურჭელში) ტარდება ადამიანის სხეულის გარეთ. ეს პროდუქტები არ არის ფარმაცევტული პროდუქტი, არ არის დამტკიცებული აშშ-ს სურსათისა და წამლების ადმინისტრაციის (FDA) მიერ და არ უნდა იქნას გამოყენებული რაიმე სამედიცინო მდგომარეობის, დაავადების ან დაავადების თავიდან ასაცილებლად, სამკურნალოდ ან განკურნებისთვის. კანონით კატეგორიულად აკრძალულია ამ პროდუქტების ნებისმიერი სახით ადამიანის ან ცხოველის ორგანიზმში შეტანა.