|
1 bộ (10 lọ)
| Số lượng: | |
|---|---|
▎ Cấu trúc LL-37
Nguồn: PubChem |
Trình tự: LLGDFFRKSKEKIGKEFKRIVQRIKDFLRNLVPRTES Công thức phân tử: C 205H 340N 60O53 Trọng lượng phân tử: 4493 g/mol Số CAS: 154947-66-7 CID PubChem: 16198951 Từ đồng nghĩa: Cathelicidin；ropocamptide |
▎ Nghiên cứu LL-37
Nền tảng nghiên cứu của LL-37 là gì?
LL-37 lần đầu tiên được phát hiện dưới dạng một nhóm chất peptit nhỏ cation trong nhộng của tằm Samia cynthia ricini bởi nhà khoa học Thụy Điển Boman HG vào năm 1980. LL-37 là peptit đầu C (CAMP, hCAP18) của peptit kháng khuẩn cathelicidin ở người, có thể làm tăng khả năng chống lại sự xâm nhập của vi khuẩn và đóng các chức năng sinh lý quan trọng trong hóa hướng động, thúc đẩy quá trình đóng vết thương và hình thành mạch (Chen X, 2018). Các peptide kháng khuẩn có mặt rộng rãi ở động vật, thực vật và một lượng nhỏ vi sinh vật, và chúng là một phần quan trọng trong khả năng miễn dịch bẩm sinh của động vật có xương sống. Là một protein bài tiết, LL-37 hiện diện rộng rãi trong nhiều cơ quan và mô của cơ thể con người. Các tế bào khác nhau, bao gồm tế bào biểu mô, tế bào sừng, tế bào mast, bạch cầu trung tính, đại thực bào và bạch cầu đơn nhân, có thể tiết ra nó. Hầu hết loại kháng sinh này chứa 37 - 39 'dư lượng axit amin' và không có cysteine. Do tính bazơ mạnh ở vị trí đầu N của peptide kháng khuẩn, nó có thể tạo thành một 'cấu trúc xoắn ốc lưỡng tính' ổn định. Peptide kháng khuẩn LL-37 cũng có 'cấu trúc xoắn ốc amphiphilic'. Vì chức năng tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh nên nó được mệnh danh là peptide kháng khuẩn. '37' trong tên LL-37 có thể liên quan đến số lượng dư lượng axit amin của nó. Đồng thời, nó còn được gọi là cathelicidin và ropocamptide.
Cơ chế hoạt động của LL-37 chống lại vi khuẩn kháng thuốc kháng sinh là gì?
Phá vỡ màng tế bào vi khuẩn:
LL-37 có thể chèn vào màng tế bào vi khuẩn, đặc biệt có tác dụng phá hủy màng tế bào chứa phosphatidylglycerol (DPPG). Nó sẽ phá vỡ cấu trúc của màng tế bào vi khuẩn, do đó phát huy tác dụng diệt khuẩn [1] . Ví dụ, các nghiên cứu đã phát hiện ra rằng LL-37 có thể xâm nhập vào màng tế bào của cả vi khuẩn Gram dương và Gram âm, dẫn đến tăng tính thấm của màng tế bào, rò rỉ nội dung tế bào và cuối cùng là làm chết vi khuẩn.
Hoạt tính kháng khuẩn phổ rộng:
LL-37 có hoạt tính kháng khuẩn chống lại nhiều loại vi khuẩn kháng kháng sinh. Nó có thể hoạt động chống lại vi khuẩn gram dương (như Staphylococcus aureus, Streptococcus, Enterococcus, v.v.), vi khuẩn gram âm (như Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Salmonella, v.v.) và các mầm bệnh vi khuẩn khác (như Mycoplasma, Ureaplasma, Mycobacteria, v.v.) [2] . Hoạt tính kháng khuẩn phổ rộng này khiến LL-37 có giá trị ứng dụng tiềm năng trong việc chống lại các loại vi khuẩn kháng kháng sinh khác nhau.
Phá hủy màng sinh học hình thành:
Màng sinh học vi khuẩn là một trong những nguyên nhân quan trọng dẫn đến tình trạng kháng thuốc của vi khuẩn gây bệnh. Peptide kháng khuẩn LL-37 có thể phá hủy màng sinh học hình thành, do đó làm giảm khả năng kháng thuốc của vi khuẩn. Ví dụ, trong nhiễm trùng khớp giả (PJI) sau khi thay khớp nhân tạo, tình trạng kháng thuốc của vi khuẩn gây bệnh do màng sinh học vi khuẩn gây ra khiến việc điều trị trở nên khó khăn. Tuy nhiên, LL-37 có thể đóng vai trò kháng khuẩn và kìm khuẩn hiệu quả bằng cách ức chế sự hình thành màng sinh học và phá hủy màng sinh học hình thành.
Tăng cường hoạt tính kháng khuẩn của kháng sinh:
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng LL-37 có tác dụng hiệp đồng với một số loại kháng sinh. Ví dụ, khi sử dụng kết hợp với amoxicillin clavulanic acid (AMC), LL-37 có thể tăng cường mạnh mẽ hoạt tính kháng khuẩn của AMC.
Nguồn:PubMed [6]
Các ứng dụng cho LL-37 là gì?
Thúc đẩy quá trình tái tạo xương:
Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng peptide kháng khuẩn LL-37 có tác dụng tích cực trong việc tái tạo xương. Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng tế bào gốc trung mô có nguồn gốc từ mỡ của con người (hADSC) được nuôi cấy với các nồng độ LL-37 khác nhau và người ta phát hiện ra rằng nồng độ LL-37 có tác động đến khả năng tạo xương của hADSC, đạt mức cao nhất là 4μg/ml. Ngoài ra, giàn giáo kết hợp PSeD/hADSCs/LL-37 cho thấy đặc tính tạo xương vượt trội hơn so với PSeD/hADSCs, PSeD và giàn giáo nhóm đối chứng trong mô hình khiếm khuyết xương sọ chuột, cho thấy tiềm năng cao trong tái tạo xương lâm sàng.
Tác dụng kháng khuẩn:
Ức chế nhiều vi khuẩn gây bệnh:
Một số nghiên cứu đã sử dụng phương pháp pha loãng vi đôi để xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) của peptide kháng khuẩn LL-37 đối với Escherichia coli, Salmonella và Staphylococcus. Kết quả cho thấy LL-37 có mức độ tác dụng ức chế khác nhau đối với 3 loại vi khuẩn gây bệnh này, với nồng độ ức chế tối thiểu lần lượt là 3,12, 1,56 và 0,78μg/mL. Thử nghiệm độ ổn định nhiệt cho thấy peptide kháng khuẩn tái tổ hợp vẫn hoạt động tốt ở nhiệt độ cao. Kết quả kiểm tra độ ổn định axit-bazơ cho thấy LL-37 có hoạt tính nhất định ở khoảng pH từ 2,0 đến 12,0, hoạt động tốt nhất ở độ pH từ 5,0 đến 6,0 và -20°C là điều kiện tốt nhất để bảo quản lâu dài [3].
Tác dụng đối với vi khuẩn kháng kháng sinh:
Một số người đã nghiên cứu hiệu quả kháng khuẩn của peptide kháng khuẩn LL-37 và hạt nano bạc (AgNP) chống lại Staphylococcus Aureus (S. Aureus), một loại vi sinh vật thường thấy trong các bệnh nhiễm trùng liên quan đến màng sinh học. Kết quả cho thấy LL-37 là chất kháng khuẩn hiệu quả nhất, với số lượng khuẩn lạc giảm hơn 4 logarit. Ngược lại, tác dụng của hạt nano bạc và kháng sinh thông thường kém hơn, với số lượng khuẩn lạc giảm dưới 1 logarit. Việc điều trị kết hợp kháng khuẩn với rifampicin làm tăng đáng kể mức giảm logarit của AgNP và gentamicin, nhưng vẫn thấp hơn đáng kể so với LL-37 chỉ sử dụng [4].
Ứng dụng trong nhiễm trùng phổi:
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng Pseudomonas aeruginosa (PA) đã trở thành một thách thức cấp bách đối với nhiễm trùng phổi và tổn thương phổi. Peptide LL37 là một chất kháng khuẩn hiệu quả chống lại các chủng PA, nhưng ứng dụng của nó bị hạn chế do khả năng thanh thải nhanh chóng trong cơ thể, các vấn đề về an toàn sinh học và khả dụng sinh học thấp. Do đó, hệ thống phân phối thuốc nano dựa trên albumin có độ nhạy giảm đã được phát triển để cải thiện hiệu suất của LL37 so với PA in vivo bằng cách hình thành các liên kết disulfide liên phân tử. Cationic LL37 có thể được bao bọc một cách hiệu quả thông qua tương tác tĩnh điện để phát huy tác dụng kháng khuẩn được cải thiện. Peptide LL37 cho thấy sự giải phóng kéo dài hơn 48 giờ từ các hạt nano peptide LL37 (LL37 PNP), và tác dụng kháng khuẩn kéo dài đã được ghi nhận khi tăng thời gian ủ bệnh. Trong mô hình chuột bị nhiễm trùng phổi PA cấp tính, LL37 PNP làm giảm đáng kể biểu hiện của TNF-α và IL-1β và giảm bớt tổn thương phổi. Nó chỉ ra rằng LL37 PNP có thể cải thiện tình trạng nhiễm trùng phổi PA và phản ứng viêm tiếp theo hiệu quả hơn so với peptide LL37 tự do [3].
Kích hoạt chức năng kháng khuẩn của tiểu cầu:
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng peptide kháng khuẩn LL-37 có thể kích hoạt chức năng kháng khuẩn của tiểu cầu ở người. Sau khi xử lý tiểu cầu bằng LL-37, sự biểu hiện bề mặt của các thụ thể nhận biết vi sinh vật (Thụ thể giống Toll (TLR) 2 và -4, CD32, CD206, Dectin-1, CD35, LOX-1, CD41, CD62P và αIIbβ3 integrin) và các phân tử liên quan đến việc trình diện kháng nguyên cho tế bào lympho T (CD80, CD86 và HLA-ABC) sẽ tăng lên và các phân tử kháng khuẩn được hình thành. được tiết ra: protein tăng tính thấm/diệt khuẩn (BPI), azurocidin, peptide bạch cầu trung tính ở người (HNP)-1 và myeloperoxidase. Chúng cũng dịch azurocidin và tăng cường liên kết với Escherichia coli, Staphylococcus Aureus và Candida albicans. Ngoài ra, phần nổi phía trên của tiểu cầu được xử lý bằng LL-37 có thể ức chế sự phát triển của Escherichia coli hoặc tiểu cầu có thể sử dụng LL-37 của chúng để ức chế sự phát triển của vi khuẩn [5].
Ứng dụng trong hệ thống phân phối thuốc
Các nghiên cứu đã đề cập rằng peptide kháng khuẩn (AMP) là một loại phân tử sinh học mới có đặc tính kháng khuẩn phổ rộng và đã thu hút sự chú ý do tình trạng kháng kháng sinh tăng nhanh [6] . LL37 là peptide kháng khuẩn có nguồn gốc từ cathelicidin duy nhất được tìm thấy ở người. Với nghiên cứu chuyên sâu, LL37 đã cho thấy nhiều chức năng sinh học khác nhau, bao gồm điều chỉnh phản ứng viêm, hóa trị của tế bào miễn dịch, thúc đẩy quá trình lành vết thương và tạo xương, đã khuyến khích nhiều ứng dụng lâm sàng. Tuy nhiên, bản dịch lâm sàng của LL37 bị hạn chế do độ nhạy của nó với sự phân hủy protease, độc tính tiềm ẩn, sinh khả dụng kém, v.v. Các hệ thống phân phối khác nhau, bao gồm các hạt nano kim loại, vật liệu polymer và hệ thống dựa trên lipid, đã được giới thiệu để đạt được các ứng dụng điều trị.
Tóm lại, là một peptide hoạt tính sinh học đa chức năng, LL-37 đã cho thấy tiềm năng lớn trong các ứng dụng lâm sàng. Về mặt thúc đẩy tái tạo xương, thông qua tác động hiệp đồng của nhiều cơ chế như thúc đẩy sự biệt hóa và hoạt động của nguyên bào xương, tác dụng kháng khuẩn, điều hòa miễn dịch và thúc đẩy hình thành mạch, nó đã mang lại hy vọng mới cho việc sửa chữa chấn thương xương. Khi đối phó với vi khuẩn kháng thuốc, bằng cách phá hủy trực tiếp màng tế bào, ức chế sự hình thành màng sinh học và phối hợp với kháng sinh, nó được kỳ vọng sẽ trở thành vũ khí lợi hại để giải quyết vấn đề vi khuẩn kháng thuốc. Trong các hệ thống phân phối thuốc, bằng cách thiết kế và tối ưu hóa các mẫu peptide kháng khuẩn, xây dựng nhiều hệ thống phân phối thuốc và khám phá ứng dụng kết hợp của thuốc, hiệu quả điều trị lâm sàng của nó có thể được nâng cao hơn nữa. Nói tóm lại, LL-37 có tiềm năng trong nhiều khía cạnh của ứng dụng lâm sàng, bao gồm thúc đẩy tái tạo xương, tác dụng kháng khuẩn, kích hoạt chức năng kháng khuẩn của tiểu cầu và ứng dụng trong hệ thống phân phối thuốc.
Về tác giả
Các tài liệu nêu trên đều được nghiên cứu, biên tập và biên soạn bởi Cocer Peptides.
Tác giả tạp chí khoa học
Francisco J. Sanchez-Pena là nhà nghiên cứu tại Đại học Autonoma Benito Juarez de Oaxaca (Đại học tự trị Benito Juarez của Oaxaca). Được thành lập vào năm 1827, trường đại học này là một tổ chức công lập quan trọng ở Oaxaca, Mexico, cung cấp nhiều chương trình học thuật trong các lĩnh vực như khoa học tự nhiên, kỹ thuật, nhân văn và khoa học xã hội.
Nghiên cứu của Francisco J. Sanchez-Pena tập trung vào Hóa sinh & Sinh học phân tử, Vi sinh và Hóa học. Những ngành này liên quan đến việc nghiên cứu các quá trình hóa học trong sinh vật, cấu trúc và chức năng phân tử, đặc điểm của vi sinh vật và sự tương tác của chúng với môi trường, cũng như thành phần, tính chất và quy luật biến đổi của các chất hóa học. Nghiên cứu trong những lĩnh vực này có những ứng dụng quan trọng trong y học, nông nghiệp, khoa học môi trường, v.v. Francisco J. Sanchez-Pena được liệt kê trong phần tài liệu tham khảo trích dẫn [5].
