|
1 komplet (10 vial)
| Količina: | |
|---|---|
▎ Struktura LL-37
Vir: PubChem |
Zaporedje: LLGDFFRKSKEKIGKEFKRIVQRIKDFLRNLVPRTES Molekulska formula: C 205H 340N 60O53 Molekulska masa: 4493 g/mol Številka CAS: 154947-66-7 PubChem CID: 16198951 Sinonimi: Cathelicidin；ropocamptide |
▎ LL-37 Raziskave
Kakšno je raziskovalno ozadje LL-37?
LL-37 je kot razred kationskih majhnih peptidnih substanc prvič odkril švedski znanstvenik Boman HG leta 1980 v mladičih sviloprejk Samia cynthia ricini. LL-37 je C-terminalni peptid (CAMP, hCAP18) antibakterijskega peptida človeškega katelicidina, ki lahko poveča odpornost proti invaziji mikrobov in ima pomembne fiziološke funkcije pri kemotaksiji, spodbujanju zapiranja ran in angiogenezi (Chen X, 2018). Antibakterijski peptidi so široko prisotni v živalih, rastlinah in majhni količini mikroorganizmov in so pomemben del prirojene imunosti vretenčarjev. Kot sekretorni protein je LL-37 široko prisoten v številnih organih in tkivih človeškega telesa. Izločajo ga lahko različne celice, vključno z epitelnimi celicami, keratinociti, mastociti, nevtrofilci, makrofagi in monociti. Večina tovrstnih antibiotikov vsebuje 37-39 'aminokislinskih ostankov' in 0 cisteina. Zaradi močne bazičnosti na N-končnem položaju antibakterijskega peptida lahko tvori stabilno 'amfifilno vijačno strukturo'. Antibakterijski peptid LL-37 ima tudi 'amfifilno α-vijačno strukturo'. Zaradi njegove funkcije uničevanja patogenih bakterij se imenuje antibakterijski peptid. '37' v imenu LL-37 je morda povezan s številom njegovih aminokislinskih ostankov. Hkrati je znan tudi kot katelicidin in ropokamptid.
Kakšen je mehanizem delovanja LL-37 proti bakterijam, odpornim na antibiotike?
Motnje celične membrane bakterij:
LL-37 se lahko vstavi v bakterijsko celično membrano, še posebej ima uničujoč učinek na celično membrano, ki vsebuje fosfatidilglicerol (DPPG). Porušil bo strukturo bakterijske celične membrane in tako imel baktericidni učinek [1] . Študije so na primer pokazale, da se lahko LL-37 vstavi v celične membrane tako po Gramu pozitivnih kot po Gramu negativnih bakterij, kar povzroči povečanje prepustnosti celične membrane, uhajanje celične vsebine in končno smrt bakterij.
Protibakterijsko delovanje širokega spektra:
LL-37 deluje antibakterijsko proti različnim bakterijam, odpornim na antibiotike. Lahko deluje proti Gram-pozitivnim bakterijam (kot so Staphylococcus aureus, Streptococcus, Enterococcus itd.), Gram-negativnim bakterijam (kot so Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Salmonella itd.) in drugim bakterijskim patogenom (kot so Mycoplasma, Ureaplasma, Mycobacterium itd.) [2] . Zaradi tega širokega spektra protibakterijskega delovanja ima LL-37 potencialno uporabno vrednost v boju proti različnim vrstam bakterij, odpornih na antibiotike.
Uničenje nastalega biofilma:
Bakterijski biofilm je eden od pomembnih razlogov za odpornost patogenih bakterij na zdravila. Antibakterijski peptid LL-37 lahko uniči nastali biofilm in tako zmanjša odpornost bakterij na zdravila. Na primer, pri okužbi protetičnega sklepa (PJI) po umetni zamenjavi sklepa odpornost patogenih bakterij na zdravila, ki jih povzroča bakterijski biofilm, otežuje zdravljenje. Vendar pa lahko LL-37 igra učinkovito antibakterijsko in bakteriostatsko vlogo z zaviranjem tvorbe biofilma in uničenjem tvorjenega biofilma.
Povečanje antibakterijskega delovanja antibiotikov:
Študije so pokazale, da ima LL-37 sinergističen učinek z nekaterimi antibiotiki. Na primer, če se uporablja v kombinaciji z amoksicilin klavulansko kislino (AMC), lahko LL-37 močno poveča protibakterijsko aktivnost AMC.
Vir: PubMed [6]
Kakšne so aplikacije za LL-37?
Spodbujanje regeneracije kosti:
Nekatere raziskave so pokazale, da antibakterijski peptid LL-37 pozitivno vpliva na obnovo kosti. Nekatere raziskave so pokazale, da so bile mezenhimske matične celice, pridobljene iz človeškega maščobnega tkiva (hADSC), gojene z različnimi koncentracijami LL-37, in ugotovljeno je bilo, da je koncentracija LL-37 vplivala na osteogeno sposobnost hADSC in dosegla vrh pri 4 μg/ml. Poleg tega je kombinirani ogrodje PSeD/hADSCs/LL-37 pokazalo boljše osteogene lastnosti kot ogrodje PSeD/hADSCs, PSeD in kontrolne skupine v modelu okvare kalvarije pri podganah, kar kaže na velik potencial pri klinični regeneraciji kosti.
Antibakterijski učinek:
Zaviranje številnih patogenih bakterij:
Nekatere raziskave so uporabile metodo mikro-dvojnega redčenja za določitev minimalne inhibitorne koncentracije (MIC) antibakterijskega peptida LL-37 proti Escherichii coli, Salmoneli in Staphylococcus aureus. Rezultati so pokazali, da ima LL-37 različne stopnje zaviralnih učinkov na te tri patogene bakterije, pri čemer so bile minimalne zaviralne koncentracije 3,12, 1,56 oziroma 0,78 μg/mL. Test toplotne stabilnosti je pokazal, da ima rekombinantni antibakterijski peptid še vedno dobro aktivnost pri visokih temperaturah. Rezultati testa kislinsko-bazne stabilnosti so pokazali, da ima LL-37 določeno aktivnost pri pH od 2,0 do 12,0, pri čemer je najboljša aktivnost pri pH od 5,0 do 6,0 in -20 °C je najboljši pogoj za dolgotrajno shranjevanje [3]..
Vpliv na bakterije, odporne na antibiotike:
Nekateri ljudje so preučevali protibakterijsko učinkovitost protibakterijskega peptida LL-37 in srebrovih nanodelcev (AgNP) proti Staphylococcus aureus (S. aureus), mikroorganizmu, ki ga pogosto najdemo pri okužbah, povezanih z biofilmom. Rezultati so pokazali, da je LL-37 najučinkovitejše protibakterijsko sredstvo z zmanjšanjem števila kolonij za več kot 4 logaritme. Nasprotno pa so bili učinki nanodelcev srebra in običajnih antibiotikov slabši, z zmanjšanjem števila kolonij za manj kot 1 logaritem. Protibakterijsko kombinirano zdravljenje z rifampicinom je znatno povečalo logaritemsko zmanjšanje AgNP in gentamicina, vendar je bilo še vedno bistveno nižje kot pri LL-37, uporabljenem samostojno [4].
Uporaba pri okužbi pljuč:
Študije so pokazale, da je Pseudomonas aeruginosa (PA) postala nujen izziv za pljučne okužbe in poškodbe pljuč. Peptid LL37 je učinkovito protibakterijsko sredstvo proti sevom PA, vendar je njegova uporaba omejena zaradi hitrega očistka in vivo, težav z biološko varnostjo in nizke biološke uporabnosti. Zato je bil razvit redukcijsko občutljiv sistem za dostavo nanozdravil na osnovi albumina za izboljšanje delovanja LL37 proti PA in vivo s tvorbo medmolekularnih disulfidnih vezi. Kationski LL37 je mogoče učinkovito inkapsulirati z elektrostatično interakcijo, da se doseže izboljšan antibakterijski učinek. Peptid LL37 je pokazal podaljšano sproščanje več kot 48 ur iz nanodelcev peptida LL37 (LL37 PNP), s podaljšanjem inkubacijskega časa pa je bil opažen razširjen protibakterijski učinek. V mišjem modelu akutne PA pljučne okužbe je LL37 PNP znatno zmanjšal izražanje TNF-α in IL-1β ter ublažil poškodbo pljuč. Kaže, da lahko LL37 PNP učinkoviteje izboljša pljučno okužbo PA in posledični vnetni odziv kot prosti peptid LL37 [3].
Aktiviranje antibakterijske funkcije trombocitov:
Študije so pokazale, da lahko antibakterijski peptid LL-37 aktivira antibakterijsko funkcijo človeških trombocitov. Po obdelavi trombocitov z LL-37 se površinsko izražanje receptorjev za prepoznavanje mikroorganizmov (Toll-like receptorjev (TLR) 2 in -4, CD32, CD206, Dectin-1, CD35, LOX-1, CD41, CD62P in integrina αIIbβ3) in molekul, povezanih s predstavitvijo antigenov limfocitom T (CD80, CD86 in HLA-ABC) se poveča in izločajo se antibakterijske molekule: baktericidni protein/protein, ki povečuje prepustnost (BPI), azurocidin, humani nevtrofilni peptid (HNP)-1 in mieloperoksidaza. Prav tako prevajajo azurocidin in povečajo vezavo na Escherichia coli, Staphylococcus aureus in Candida albicans. Poleg tega lahko supernatant trombocitov, obdelanih z LL-37, zavira rast bakterije Escherichia coli ali pa lahko trombociti uporabijo svoj LL-37 za zaviranje rasti mikrobov [5].
Uporaba v sistemih za dostavo zdravil
Študije so omenile, da so antibakterijski peptidi (AMP) nov razred biomolekul s širokim spektrom antibakterijskih lastnosti in so pritegnili pozornost zaradi hitrega povečanja odpornosti na antibiotike [6] . LL37 je edini antibakterijski peptid, pridobljen iz katelicidina, ki ga najdemo pri ljudeh. S poglobljenimi raziskavami je LL37 pokazal različne biološke funkcije, vključno z uravnavanjem vnetnega odziva, kemotakso imunskih celic, spodbujanjem celjenja ran in osteogenezo, kar je spodbudilo različne klinične uporabe. Vendar je klinični prevod LL37 omejen z njegovo občutljivostjo na razgradnjo proteaze, potencialno toksičnostjo, slabo biološko uporabnostjo itd. Za doseganje terapevtskih aplikacij so bili uvedeni različni sistemi dostave, vključno s kovinskimi nanodelci, polimernimi materiali in sistemi na osnovi lipidov.
Skratka, kot multifunkcionalni bioaktivni peptid je LL-37 pokazal velik potencial v kliničnih aplikacijah. V smislu spodbujanja regeneracije kosti je s sinergističnimi učinki več mehanizmov, kot so spodbujanje diferenciacije in aktivnosti osteoblastov, antibakterijski učinki, imunomodulacija in spodbujanje angiogeneze, prinesel novo upanje za popravilo poškodb kosti. Ko imamo opravka z bakterijami, odpornimi na antibiotike, naj bi z neposrednim uničenjem celične membrane, zaviranjem tvorbe biofilmov in sinergizacijo z antibiotiki postal močno orožje za reševanje problema bakterij, odpornih na zdravila. V sistemih za dostavo zdravil je mogoče z načrtovanjem in optimizacijo antibakterijskih peptidnih predlog, konstruiranjem več sistemov za dostavo zdravil in raziskovanjem kombinirane uporabe zdravil učinek kliničnega zdravljenja še povečati. Skratka, LL-37 ima potencial v številnih vidikih klinične uporabe, vključno s spodbujanjem regeneracije kosti, antibakterijskimi učinki, aktiviranjem antibakterijske funkcije trombocitov in aplikacijami v sistemih za dostavo zdravil.
O avtorju
Vse zgoraj omenjene materiale je raziskal, uredil in zbral Cocer Peptides.
Avtor znanstvene revije
Francisco J. Sanchez-Pena je raziskovalec na Universidad Autonoma Benito Juarez de Oaxaca (Avtonomna univerza Benita Juareza v Oaxaci). Ta univerza, ustanovljena leta 1827, je pomembna javna ustanova v Oaxaci v Mehiki, ki ponuja široko paleto akademskih programov na področjih, kot so naravoslovje, inženiring, humanistika in družbene vede.
Raziskave Francisca J. Sancheza-Pene se osredotočajo na biokemijo in molekularno biologijo, mikrobiologijo in kemijo. Te discipline vključujejo preučevanje kemijskih procesov v organizmih, molekularne strukture in funkcije, lastnosti mikrobov in njihove interakcije z okoljem, pa tudi sestavo, lastnosti in pravila transformacije kemičnih snovi. Raziskave na teh področjih imajo pomembne aplikacije v medicini, kmetijstvu, znanosti o okolju itd. Francisco J. Sanchez-Pena je naveden v sklicu navedbe [5].
