|
1 truse (10 fiole)
| Cantitate: | |
|---|---|
▎ Structura LL-37
Sursa: PubChem |
Secvență: LLGDFFRKSKEKIGKEFKRIVQRIKDFLRNLVPRTES Formula moleculară: 205CH 340N 60O53 Greutate moleculară: 4493 g/mol Număr CAS: 154947-66-7 PubChem CID: 16198951 Sinonime: Cathelicidin；ropocamptide |
▎ Cercetare LL-37
Care este fundalul cercetării LL-37?
LL-37 a fost descoperit pentru prima dată ca o clasă de substanțe peptidice mici cationice în pupele viermelui de mătase Samia cynthia ricini de către omul de știință suedez Boman HG în 1980. LL-37 este peptida C-terminală (CAMP, hCAP18) a catelicidinei umane umană, care crește rezistența antibacteriană la invaziunea microbiană, care crește rezistența microbiană la invaziunea microbiană. funcții fiziologice în chemotaxie, promovând închiderea plăgii și angiogeneza (Chen X, 2018). Peptidele antibacteriene sunt prezente pe scară largă la animale, plante și o cantitate mică de microorganisme și sunt o parte importantă a imunității înnăscute a vertebratelor. Ca proteină secretorie, LL-37 este prezentă pe scară largă în mai multe organe și țesuturi ale corpului uman. Diferite celule, inclusiv celule epiteliale, keratinocite, mastocite, neutrofile, macrofage și monocite, îl pot secreta. Majoritatea acestui tip de antibiotic conțin 37 - 39 de „reziduuri de aminoacizi” și are 0 cisteină. Datorită bazicității puternice la poziția N-terminală a peptidei antibacteriene, aceasta poate forma o „structură elicoidală amfifilă” stabilă. Peptida antibacteriană LL-37 are, de asemenea, o „structură elicoială α amfifilă”. Datorită funcției sale de a ucide bacteriile patogene, este numită peptidă antibacteriană. „37” din numele LL-37 poate fi legat de numărul de reziduuri de aminoacizi. În același timp, este cunoscut și sub numele de cathelicidin și ropocamptide.
Care este mecanismul de acțiune al LL-37 împotriva bacteriilor rezistente la antibiotice?
Perturbarea membranei celulare bacteriene:
LL-37 se poate introduce în membrana celulară bacteriană, având în special un efect distructiv asupra membranei celulare care conține fosfatidilglicerol (DPPG). Va perturba structura membranei celulare bacteriene, exercitând astfel un efect bactericid [1] . De exemplu, studiile au descoperit că LL-37 se poate introduce în membranele celulare atât ale bacteriilor Gram-pozitive, cât și ale Gram-negative, ceea ce duce la o creștere a permeabilității membranei celulare, la scurgerea conținutului celular și, în cele din urmă, la moartea bacteriilor.
Activitate antibacteriană cu spectru larg:
LL-37 are activitate antibacteriană împotriva unei varietăți de bacterii rezistente la antibiotice. Poate acționa împotriva bacteriilor Gram-pozitive (cum ar fi Staphylococcus aureus, Streptococcus, Enterococcus etc.), bacteriilor Gram-negative (cum ar fi Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Salmonella etc.) și a altor agenți patogeni bacterieni (cum ar fi Mycoplasma, Ureaplasma, Mycobacterium, etc. ) . Această activitate antibacteriană cu spectru larg face ca LL-37 să aibă o valoare potențială de aplicare în combaterea diferitelor tipuri de bacterii rezistente la antibiotice.
Distrugerea biofilmului format:
Biofilmul bacterian este unul dintre motivele importante pentru rezistența la medicamente a bacteriilor patogene. Peptida antibacteriană LL-37 poate distruge biofilmul format, reducând astfel rezistența bacteriilor la medicamente. De exemplu, în infecția articulației protetice (PJI) după înlocuirea articulației artificiale, rezistența la medicamente a bacteriilor patogene cauzată de biofilmul bacterian face tratamentul dificil. Cu toate acestea, LL-37 poate juca un rol antibacterian și bacteriostatic eficient prin inhibarea formării biofilmului și distrugerea biofilmului format.
Creșterea activității antibacteriene a antibioticelor:
Studiile au arătat că LL-37 are un efect sinergic cu anumite antibiotice. De exemplu, atunci când este utilizat în combinație cu acidul clavulanic amoxicilină (AMC), LL-37 poate crește puternic activitatea antibacteriană a AMC.
Sursa:PubMed [6]
Care sunt aplicațiile pentru LL-37?
Promovarea regenerării osoase:
Unele studii au arătat că peptida antibacteriană LL-37 are un efect pozitiv asupra regenerării osoase. Unele cercetări au arătat că celulele stem mezenchimale umane derivate din adipos (hADSC) au fost cultivate cu diferite concentrații de LL-37 și s-a constatat că concentrația de LL-37 a avut un impact asupra capacității osteogene a hADSC-urilor, atingând un vârf la 4μg/ml. În plus, schelele combinate PSeD/hADSCs/LL-37 au arătat proprietăți osteogene mai superioare decât schelele PSeD/hADSCs, PSeD și grupul de control în modelul de defect calvarian la șobolan, indicând un potențial ridicat în regenerarea osoasă clinică.
Efect antibacterian:
Inhibarea bacteriilor patogene multiple:
Unele cercetări au folosit metoda de micro-dublă diluție pentru a determina concentrația minimă inhibitoare (MIC) a peptidei antibacteriene LL-37 împotriva Escherichia coli, Salmonella și Staphylococcus aureus. Rezultatele au arătat că LL-37 a avut grade diferite de efecte inhibitoare asupra acestor trei bacterii patogene, concentrațiile minime inhibitoare fiind de 3,12, 1,56 și, respectiv, 0,78μg/mL. Testul de stabilitate termică a arătat că peptida antibacteriană recombinantă a avut încă o activitate bună la temperaturi ridicate. Rezultatele testului de stabilitate acido-bazică au arătat că LL-37 a avut o anumită activitate la un interval de pH de 2,0 până la 12,0, cea mai bună activitate la un pH de 5,0 până la 6,0 și -20°C fiind cea mai bună condiție pentru depozitarea pe termen lung [3].
Efect asupra bacteriilor rezistente la antibiotice:
Unii oameni au studiat eficacitatea antibacteriană a peptidei antibacteriene LL-37 și a nanoparticulelor de argint (AgNPs) împotriva Staphylococcus aureus (S. aureus), un microorganism întâlnit frecvent în infecțiile legate de biofilm. Rezultatele au arătat că LL-37 a fost cel mai eficient agent antibacterian, cu o reducere a numărului de colonii de peste 4 logaritmi. În schimb, efectele nanoparticulelor de argint și ale antibioticelor convenționale au fost mai slabe, cu o reducere a numărului de colonii de mai puțin de 1 logaritm. Tratamentul combinat antibacterian cu rifampicină a crescut semnificativ reducerea logaritmică a AgNP-urilor și gentamicinei, dar a fost totuși semnificativ mai mică decât cea a LL-37 utilizat singur [4].
Aplicare in infectia pulmonara:
Studiile au arătat că Pseudomonas aeruginosa (PA) a devenit o provocare urgentă pentru infecțiile pulmonare și leziunile pulmonare. Peptida LL37 este un agent antibacterian eficient împotriva tulpinilor PA, dar aplicarea sa este limitată datorită curățării sale rapide in vivo, problemelor de biosecuritate și biodisponibilitate scăzută. Prin urmare, a fost dezvoltat un sistem de eliberare a nanomedicamentului pe bază de albumină sensibil la reducere pentru a îmbunătăți performanța LL37 împotriva PA in vivo prin formarea de legături disulfurice intermoleculare. LL37 cationic poate fi încapsulat eficient prin interacțiune electrostatică pentru a exercita un efect antibacterian îmbunătățit. Peptida LL37 a arătat o eliberare susținută de mai mult de 48 de ore din nanoparticulele peptidei LL37 (LL37 PNP) și a fost observat un efect antibacterian extins odată cu creșterea timpului de incubare. Într-un model de șoarece de infecție pulmonară acută cu PA, LL37 PNP a redus semnificativ expresia TNF-α și IL-1β și a atenuat leziunea pulmonară. Indică faptul că LL37 PNP poate îmbunătăți mai eficient infecția pulmonară cu PA și răspunsul inflamator ulterior decât peptida LL37 liberă [3].
Activarea funcției antibacteriene a trombocitelor:
Studiile au subliniat că peptida antibacteriană LL-37 poate activa funcția antibacteriană a trombocitelor umane. După ce trombocitele sunt tratate cu LL-37, expresia de suprafață a receptorilor pentru recunoașterea microorganismelor (receptorii Toll-like (TLR) 2 și -4, CD32, CD206, Dectin-1, CD35, LOX-1, CD41, CD62P și αIIbβ3 integrina) și moleculele legate de limfogenele CD80, înrudite cu integrina T80. CD86 și HLA-ABC) este crescută, iar moleculele antibacteriene sunt secretate: proteină bactericidă/de creștere a permeabilității (BPI), azurocidină, peptidă neutrofilă umană (HNP)-1 și mieloperoxidază. De asemenea, traduc azurocidina și sporesc legarea de Escherichia coli, Staphylococcus aureus și Candida albicans. În plus, supernatantul trombocitelor tratate cu LL-37 poate inhiba creșterea Escherichia coli, sau trombocitele își pot folosi LL-37 pentru a inhiba creșterea microbiană [5].
Aplicare în sistemele de administrare a medicamentelor
Studiile au menționat că peptidele antibacteriene (AMP) reprezintă o nouă clasă de biomolecule cu proprietăți antibacteriene cu spectru larg și au atras atenția datorită creșterii rapide a rezistenței la antibiotice [6] . LL37 este singura peptidă antibacteriană derivată din catelicidină găsită la om. Cu cercetări aprofundate, LL37 a demonstrat diverse funcții biologice, inclusiv reglarea răspunsului inflamator, chemotaxia celulelor imune, promovarea vindecării rănilor și osteogeneza, care au încurajat o varietate de aplicații clinice. Cu toate acestea, translația clinică a LL37 este limitată de sensibilitatea sa la degradarea proteazei, toxicitatea potențială, biodisponibilitatea slabă etc. Diverse sisteme de livrare, inclusiv nanoparticule metalice, materiale polimerice și sisteme pe bază de lipide, au fost introduse pentru a realiza aplicații terapeutice.
În concluzie, ca peptidă bioactivă multifuncțională, LL-37 a arătat un potențial mare în aplicații clinice. În ceea ce privește promovarea regenerării osoase, prin efectele sinergice ale multiplelor mecanisme, cum ar fi promovarea diferențierii și activității osteoblastelor, efectele antibacteriene, imunomodularea și promovarea angiogenezei, a adus noi speranțe pentru repararea leziunilor osoase. Când aveți de-a face cu bacterii rezistente la antibiotice, prin distrugerea directă a membranei celulare, inhibarea formării de biofilme și prin sinergie cu antibioticele, este de așteptat să devină o armă puternică pentru a rezolva problema bacteriilor rezistente la medicamente. În sistemele de eliberare a medicamentelor, prin proiectarea și optimizarea șabloanelor de peptide antibacteriene, construirea de sisteme multiple de eliberare a medicamentelor și explorarea aplicării combinate a medicamentelor, efectul său de tratament clinic poate fi îmbunătățit în continuare. Pe scurt, LL-37 are potențial în multiple aspecte ale aplicațiilor clinice, inclusiv promovarea regenerării osoase, efecte antibacteriene, activarea funcției antibacteriene a trombocitelor și aplicații în sistemele de administrare a medicamentelor.
Despre Autor
Materialele menționate mai sus sunt toate cercetate, editate și compilate de Cocer Peptides.
Jurnal Științific Autor
Francisco J. Sanchez-Pena este cercetător la Universidad Autonoma Benito Juarez de Oaxaca (Universitatea Autonomă Benito Juarez din Oaxaca). Înființată în 1827, această universitate este o instituție publică semnificativă din Oaxaca, Mexic, care oferă o gamă largă de programe academice în domenii precum științe naturale, inginerie, științe umaniste și științe sociale.
Cercetarea lui Francisco J. Sanchez-Pena se concentrează pe Biochimie și Biologie Moleculară, Microbiologie și Chimie. Aceste discipline implică studiul proceselor chimice din organism, structurile și funcțiile moleculare, caracteristicile microbiene și interacțiunile acestora cu mediul, precum și compoziția, proprietățile și regulile de transformare ale substanțelor chimice. Cercetarea în aceste domenii are aplicații semnificative în medicină, agricultură, știința mediului și multe altele. Francisco J. Sanchez-Pena este enumerat în referința citației [5].
