|
1 rinkinys (10 buteliukų)
| Kiekis: | |
|---|---|
▎ LL-37 Struktūra
Šaltinis: PubChem |
Seka: LLGDFFRKSKEKIGKEFKRIVQRIKDFLRNLVPRTES Molekulinė formulė: C 205H 340N 60O53 Molekulinė masė: 4493 g/mol CAS numeris: 154947-66-7 PubChem CID: 16198951 Sinonimai: katelicidinas；ropokamptidas |
▎ LL-37 Tyrimas
Koks yra LL-37 tyrimo pagrindas?
LL-37 kaip katijoninių mažų peptidinių medžiagų klasę šilkaverpio Samia cynthia ricini lėliukuose pirmą kartą atrado švedų mokslininkas Bomanas HG 1980 m. LL-37 yra žmogaus katelicidino fizinės antibakterinės medžiagos C-galinis peptidas (CAMP, hCAP18), kuris gali padidinti mikrobiologinį atsparumą peptidams ir mikrobų veiksmingumą. chemotaksė, skatinanti žaizdų uždarymą ir angiogenezę (Chen X, 2018). Antibakteriniai peptidai yra plačiai paplitę gyvūnuose, augaluose ir nedideliame kiekyje mikroorganizmų, ir jie yra svarbi stuburinių gyvūnų įgimto imuniteto dalis. Kaip sekrecinis baltymas, LL-37 yra plačiai paplitęs daugelyje žmogaus kūno organų ir audinių. Jį gali išskirti įvairios ląstelės, įskaitant epitelio ląsteles, keratinocitus, putliąsias ląsteles, neutrofilus, makrofagus ir monocitus. Daugumoje tokio tipo antibiotikų yra 37–39 'aminorūgščių likučiai' ir 0 cisteino. Dėl stipraus baziškumo antibakterinio peptido N-galinėje padėtyje jis gali sudaryti stabilią 'amfifilinę spiralinę struktūrą'. Antibakterinis peptidas LL-37 taip pat turi 'amfifilinę α-spiralinę struktūrą'. Dėl savo funkcijos naikinti patogenines bakterijas, jis vadinamas antibakteriniu peptidu. „37“ pavadinime LL-37 gali būti susijęs su jo aminorūgščių liekanų skaičiumi. Tuo pačiu metu jis taip pat žinomas kaip katelicidinas ir ropokamptidas.
Koks yra LL-37 veikimo mechanizmas prieš antibiotikams atsparias bakterijas?
Bakterijų ląstelių membranos pažeidimas:
LL-37 gali įterpti į bakterijų ląstelės membraną, ypač darydamas destruktyvų poveikį ląstelės membranai, kurioje yra fosfatidilglicerolio (DPPG). Jis sutrikdys bakterijų ląstelės membranos struktūrą, taip sukeldamas baktericidinį poveikį [1] . Pavyzdžiui, tyrimais nustatyta, kad LL-37 gali įterpti tiek gramteigiamų, tiek gramneigiamų bakterijų ląstelių membranas, todėl padidėja ląstelės membranos pralaidumas, ląstelės turinio nutekėjimas ir galiausiai bakterijų mirtis.
Plataus spektro antibakterinis aktyvumas:
LL-37 pasižymi antibakteriniu poveikiu prieš įvairias antibiotikams atsparias bakterijas. Jis gali veikti prieš gramteigiamas bakterijas (tokias kaip Staphylococcus aureus, Streptococcus, Enterococcus ir kt.), Gram-neigiamas bakterijas (pvz., Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Salmonella ir kt.) ir kitus bakterinius patogenus (pvz., Mycoplasma, Ureaplasma [Ureaplasma], ir kt. ) . Dėl šio plataus spektro antibakterinio aktyvumo LL-37 gali būti naudingas kovojant su įvairių tipų antibiotikams atspariomis bakterijomis.
Susidariusios bioplėvelės sunaikinimas:
Bakterijų bioplėvelė yra viena iš svarbių patogeninių bakterijų atsparumo vaistams priežasčių. Antibakterinis peptidas LL-37 gali sunaikinti susidariusią bioplėvelę, taip sumažindamas bakterijų atsparumą vaistams. Pavyzdžiui, esant protezinei sąnario infekcijai (PJI) po dirbtinio sąnario pakeitimo, dėl patogeninių bakterijų atsparumo vaistams, kurį sukelia bakterinė bioplėvelė, sunku gydyti. Tačiau LL-37 gali atlikti veiksmingą antibakterinį ir bakteriostatinį vaidmenį slopindamas bioplėvelės susidarymą ir sunaikindamas susidariusią bioplėvelę.
Antibiotikų antibakterinio aktyvumo didinimas:
Tyrimai parodė, kad LL-37 turi sinergetinį poveikį su tam tikrais antibiotikais. Pavyzdžiui, vartojant kartu su amoksicilino klavulano rūgštimi (AMC), LL-37 gali stipriai sustiprinti antibakterinį AMC aktyvumą.
Šaltinis: PubMed [6]
Kokios yra LL-37 programos?
Skatina kaulų regeneraciją:
Kai kurie tyrimai parodė, kad antibakterinis peptidas LL-37 teigiamai veikia kaulų regeneraciją. Kai kurie tyrimai parodė, kad žmogaus riebalinės kilmės mezenchiminės kamieninės ląstelės (hADSC) buvo kultivuojamos su skirtingomis LL-37 koncentracijomis, ir buvo nustatyta, kad LL-37 koncentracija turėjo įtakos hADSC osteogeniniam gebėjimui, pasiekdama piką esant 4 μg/ml. Be to, PSeD/hADSCs/LL-37 derinio pastoliai pasižymėjo geresnėmis osteogeninėmis savybėmis nei PSeD/hADSC, PSeD ir kontrolinės grupės pastoliai žiurkės kalvarijos defekto modelyje, o tai rodo didelį klinikinio kaulo regeneracijos potencialą.
Antibakterinis poveikis:
Daugelio patogeninių bakterijų slopinimas:
Kai kuriuose tyrimuose buvo naudojamas mikro dvigubo praskiedimo metodas, siekiant nustatyti mažiausią antibakterinio peptido LL-37 slopinančią koncentraciją (MIC) prieš Escherichia coli, Salmonella ir Staphylococcus aureus. Rezultatai parodė, kad LL-37 turėjo skirtingą slopinimo laipsnį šioms trims patogeninėms bakterijoms, o mažiausia slopinamoji koncentracija buvo atitinkamai 3,12, 1,56 ir 0,78 μg/mL. Terminio stabilumo testas parodė, kad rekombinantinis antibakterinis peptidas vis dar turi gerą aktyvumą aukštoje temperatūroje. Rūgščių ir šarmų stabilumo bandymo rezultatai parodė, kad LL-37 buvo tam tikras aktyvumas, kai pH yra nuo 2,0 iki 12,0, o geriausias aktyvumas yra nuo 5,0 iki 6,0 pH, o -20 °C yra geriausia ilgalaikio saugojimo sąlyga [3].
Poveikis antibiotikams atsparioms bakterijoms:
Kai kurie žmonės tyrė antibakterinio peptido LL-37 ir sidabro nanodalelių (AgNP) antibakterinį veiksmingumą prieš Staphylococcus aureus (S. aureus), mikroorganizmą, dažniausiai aptinkamą sergant su bioplėvele susijusiomis infekcijomis. Rezultatai parodė, kad LL-37 buvo veiksmingiausias antibakterinis agentas, kurio kolonijų skaičius sumažėjo daugiau nei 4 logaritmais. Priešingai, sidabro nanodalelių ir įprastų antibiotikų poveikis buvo prastesnis, o kolonijų skaičius sumažėjo mažiau nei 1 logaritmu. Antibakterinis derinys su rifampicinu žymiai padidino logaritminį AgNP ir gentamicino sumažėjimą, tačiau jis vis tiek buvo žymiai mažesnis nei vartojant vieną LL-37 [4].
Taikymas sergant plaučių infekcija:
Tyrimai parodė, kad Pseudomonas aeruginosa (PA) tapo neatidėliotinu plaučių infekcijos ir plaučių pažeidimo iššūkiu. LL37 peptidas yra veiksmingas antibakterinis agentas prieš PA padermes, tačiau jo taikymas yra ribotas dėl greito klirenso in vivo, biologinio saugumo problemų ir mažo biologinio prieinamumo. Todėl buvo sukurta redukcijai jautri albumino pagrindu pagaminta nanovaistų tiekimo sistema, skirta pagerinti LL37 veikimą prieš PA in vivo formuojant tarpmolekulines disulfidines jungtis. Katijoninis LL37 gali būti veiksmingai įkapsuliuotas dėl elektrostatinės sąveikos, kad būtų pagerintas antibakterinis poveikis. LL37 peptidas parodė ilgalaikį daugiau nei 48 valandų išsiskyrimą iš LL37 peptido nanodalelių (LL37 PNP), o pailgėjus inkubacijos laikui buvo pastebėtas pratęstas antibakterinis poveikis. Pelės ūminės PA plaučių infekcijos modelyje LL37 PNP žymiai sumažino TNF-α ir IL-1β ekspresiją ir palengvino plaučių pažeidimą. Tai rodo, kad LL37 PNP gali veiksmingiau pagerinti PA plaučių infekciją ir vėlesnį uždegiminį atsaką nei laisvasis LL37 peptidas [3].
Trombocitų antibakterinės funkcijos aktyvinimas:
Tyrimai parodė, kad antibakterinis peptidas LL-37 gali suaktyvinti žmogaus trombocitų antibakterinę funkciją. Po trombocitų apdorojimo LL-37, mikroorganizmų atpažinimo receptorių paviršinė ekspresija (toll-like receptoriai (TLR) 2 ir -4, CD32, CD206, Dectin-1, CD35, LOX-1, CD41, CD62P ir αIIbβ3 integrinas) ir molekulės, susijusios su T8, CD8, limfocitų antigenais. ir HLA-ABC), išskiriamos antibakterinės molekulės: baktericidinį / pralaidumą didinantis baltymas (BPI), azurocidinas, žmogaus neutrofilų peptidas (HNP)-1 ir mieloperoksidazė. Jie taip pat verčia azurocidiną ir sustiprina prisijungimą prie Escherichia coli, Staphylococcus aureus ir Candida albicans. Be to, trombocitų supernatantas, apdorotas LL-37, gali slopinti Escherichia coli augimą arba trombocitai gali naudoti savo LL-37, kad slopintų mikrobų augimą [5].
Taikymas vaistų tiekimo sistemose
Tyrimai paminėjo, kad antibakteriniai peptidai (AMP) yra nauja biomolekulių klasė, pasižyminti plataus spektro antibakterinėmis savybėmis ir patraukusi dėmesį dėl spartaus atsparumo antibiotikams didėjimo [6] . LL37 yra vienintelis katelicidino kilmės antibakterinis peptidas, randamas žmonėms. Atlikus nuodugnius tyrimus, LL37 parodė įvairias biologines funkcijas, įskaitant uždegiminio atsako reguliavimą, imuninių ląstelių chemotaksę, žaizdų gijimo skatinimą ir osteogenezę, kurios paskatino įvairias klinikines programas. Tačiau klinikinį LL37 vertimą riboja jo jautrumas proteazių skilimui, galimas toksiškumas, prastas biologinis prieinamumas ir kt. Siekiant terapinio pritaikymo, buvo įdiegtos įvairios tiekimo sistemos, įskaitant metalo nanodaleles, polimerines medžiagas ir sistemas, kurių pagrindą sudaro lipidai.
Apibendrinant galima pasakyti, kad LL-37, kaip daugiafunkcis bioaktyvus peptidas, parodė didelį potencialą klinikiniuose pritaikymuose. Kalbant apie kaulų regeneracijos skatinimą, dėl kelių mechanizmų, tokių kaip osteoblastų diferenciacijos ir aktyvumo, antibakterinio poveikio, imunomoduliacijos ir angiogenezės skatinimo, sinergetinis poveikis atnešė naujų vilčių atkurti kaulų pažeidimus. Kovojant su antibiotikams atspariomis bakterijomis, tiesiogiai sunaikinant ląstelės membraną, stabdant bioplėvelių susidarymą ir sinergizuojant su antibiotikais, tikimasi, kad ji taps galingu ginklu sprendžiant vaistams atsparių bakterijų problemą. Vaistų tiekimo sistemose, kuriant ir optimizuojant antibakterinių peptidų šablonus, sukūrus kelias vaistų tiekimo sistemas ir tiriant kombinuotą vaistų taikymą, jo klinikinis gydymo poveikis gali būti dar labiau sustiprintas. Trumpai tariant, LL-37 turi potencialą įvairiuose klinikinio pritaikymo aspektuose, įskaitant kaulų regeneracijos skatinimą, antibakterinį poveikį, aktyvina trombocitų antibakterinę funkciją ir taikymą vaistų tiekimo sistemose.
Apie Autorius
Visą aukščiau paminėtą medžiagą ištyrė, redagavo ir sudarė „Cocer Peptides“.
Mokslinio žurnalo autorius
Francisco J. Sanchez-Pena yra Universidad Autonoma Benito Juarez de Oaxaca (Oaxaca Benito Juarez autonominis universitetas) mokslininkas. Šis universitetas, įkurtas 1827 m., yra reikšminga viešoji įstaiga Oachacoje, Meksikoje, siūlanti platų gamtos mokslų, inžinerijos, humanitarinių ir socialinių mokslų akademinių programų spektrą.
Francisco J. Sanchez-Pena moksliniuose tyrimuose pagrindinis dėmesys skiriamas biochemijai ir molekulinei biologijai, mikrobiologijai ir chemijai. Šios disciplinos apima cheminių procesų organizmuose, molekulinių struktūrų ir funkcijų, mikrobų savybių ir jų sąveikos su aplinka, taip pat cheminių medžiagų sudėties, savybių ir transformacijos taisyklių tyrimus. Šių sričių moksliniai tyrimai turi reikšmingų pritaikymų medicinoje, žemės ūkyje, aplinkos moksle ir kt. Francisco J. Sanchez-Pena yra nurodyta citatos nuorodoje [5].
