Forskning i klar tale

LL-37

Hvad det er

LL-37 er det eneste humane cathelicidin antimikrobielle peptid, et kationisk alfa-helikalt peptid med 37 aminosyrerester frigivet fra hCAP-18-forstadiet i neutrofiler, keratinocytter og epitel. Det undersoeges for direkte bredspektret draeb af bakterier og svampe via membrandestabilisering, for neutralisering af bakteriel LPS (endotoksin) og daempning af inflammatoriske cytokiner, samt for fremme af re-epitelialisering og angiogenese i hudsaar.

Sådan blev det brugt i studier

Model: Cellefri / bakteriekultur (in vitro)
Undersøgt for: Bredspektret antibakteriel aktivitet (Gram-negativ og Gram-positiv) og LPS/endotoksin-binding
Dosis: In vitro: MIC less than 10 micrograms/mL (about <2.2 micromolar, MW ~4493) against P. aeruginosa, S. typhimurium, E. coli, L. monocytogenes, S. epidermidis, S. aureus and vancomycin-resistant enterococci
Dosering: Enkelt eksponering, bouillon-mikrofortyndings- og radialdiffusionsassays
Administrationsvej: in vitro
Varighed: Standard natlig foelsomhedsinkubation

Målte effekter: MIC under 10 mikrogram/mL mod de anfoerte patogener selv i 100 mM NaCl. Aktiviteten mod MRSA, Proteus mirabilis og Candida albicans gik tabt ved 100 mM NaCl, men var til stede i lavsaltmedium; Burkholderia cepacia var fuldt resistent. LL-37 permeabiliserede baade den ydre og indre membran af E. coli ML-35p og bandt E. coli O111:B4 LPS med hoej affinitet og positiv kooperativitet (Hill-koefficient 2,02). Generelt mindre potent end protegrin PG-1.

Bivirkninger: Ikke relevant (cellefrit/bakterielt assay); salt-afhaengigt tab af aktivitet noteret som en begraensning

Kilder: Turner J, et al. Activities of LL-37, a cathelin-associated antimicrobial peptide of human neutrophils. Antimicrob Agents Chemother. 1998;42(9):2206-14.

Model: Cellekultur / gaer (in vitro), 10 kliniske stammer af Candida auris
Undersøgt for: Antisvampeaktivitet mod multiresistent Candida auris
Dosis: In vitro: MIC 25-100 micrograms/mL (about 5.6-22 micromolar); MFC 50-200 micrograms/mL
Dosering: Enkelt eksponering, bouillon-mikrofortynding; laegemiddelkombinationer testet i forholdet 1:1
Administrationsvej: in vitro
Varighed: Standard antisvampefoelsomhedsinkubation

Målte effekter: MIC 25-100 mikrogram/mL og fungicid koncentration 50-200 mikrogram/mL paa tvaers af 10 stammer. Kombineret 1:1 med antisvampemidler gav 70% synergi med fluconazol og 100% synergi med baade amphotericin B og caspofungin, uden antagonisme. Optagelse af propidiumiodid og scanning-elektronmikroskopi viste membranpermeabilisering og overfladedestabilisering; LL-37 oegede antioxidant-enzymaktivitet (oxidativt stress) og standsede cellerne i S-fase.

Bivirkninger: Ingen cytotoksicitet paa pattedyrsceller eller haemolyse blev maalt i dette studie; forfatterne markerer dette som et hul, der kraever fremtidigt arbejde

Kilder: Rather IA, et al. Antifungal Activity of Human Cathelicidin LL-37 by Triggering Oxidative Stress and Cell Cycle Arrest in Candida auris. J Fungi (Basel). 2022;8(2):204.

Model: Human keratinocytlinje (HaCaT, in vitro) plus mus (ob/ob) excisionssaar in vivo
Undersøgt for: Saarheling (keratinocytmigration og re-epitelialisering)
Dosis: In vivo dose not expressed per kg: LL-37 was delivered by adenoviral gene transfer into the wound, not as a weighed peptide dose, so no mg/kg figure exists. In vitro keratinocyte assays used micromolar LL-37 (low-micromolar range).
Dosering: Enkelt adenoviral levering i saaret (in vivo); enkelt peptideksponering for celleassays
Administrationsvej: in vitro (celler) og intradermal/i-saar adenoviral overfoersel (mus)
Varighed: Saarheling-opfoelgning over excisionssaarets lukningsperiode

Målte effekter: In vitro aktiverede LL-37 HaCaT-keratinocytmigration med aktin-remodellering, oegede tyrosinfosforylering af focal adhesion kinase og paxillin, inducerede transkriptionsfaktorerne Snail/Slug, aktiverede matrix-metalloproteinaser og engagerede MAPK- og PI3K/Akt-signalering (via EGFR-transaktivering og FPRL-1-induktion). In vivo forbedrede adenoviral LL-37-overfoersel til excisionssaar hos ob/ob-mus signifikant re-epitelialisering og dannelse af granulationsvaev sammenlignet med kontrol.

Bivirkninger: Ingen bivirkninger rapporteret i dette studie

Kilder: Carretero M, et al. In vitro and in vivo wound healing-promoting activities of human cathelicidin LL-37. J Invest Dermatol. 2008;128(1):223-36.

Model: Mus (voksen han BALB/c), MRSA-inficerede kirurgiske rygsaar; 80 mus i 8 grupper af 10
Undersøgt for: MRSA-inficeret saarheling og bakteriel udrensning
Dosis: 1 mg/kg LL-37 (given topically and/or intraperitoneally); teicoplanin comparator at 7 mg/kg
Dosering: Behandling startet 24 timer efter infektion
Administrationsvej: topisk og/eller intraperitoneal
Varighed: 14 dage

Målte effekter: Ubehandlede inficerede saar naaede 7,8 x 10^7 CFU/g. Kombineret topisk plus intraperitoneal LL-37 reducerede tallene til 6,9 x 10^2 CFU/g (signifikant vs. ubehandlet og vs. enkelt rute, p<0,05 til p<0,001), taet paa teicoplanin kombineret (3,0 x 10^2 CFU/g). Histologi af den kombinerede LL-37-gruppe viste oeget re-epitelialisering, granulationsvaev, kollagenorganisering og angiogenese (VEGF-ekspression og mikrokartaethed).

Bivirkninger: Intraperitoneal LL-37 blev rapporteret som sikker uden observerede toksiske bivirkninger

Kilder: Simonetti O, et al. Efficacy of Cathelicidin LL-37 in an MRSA Wound Infection Mouse Model. Antibiotics (Basel). 2021;10(10):1210.

Model: Mus, cekal ligering og punktur (CLP) polymikrobiel sepsismodel
Undersøgt for: Sepsis / immunmodulation (makrofag-pyroptose, cytokiner, overlevelse)
Dosis: 2 micrograms per mouse IV (a 1 microgram per mouse dose was also tested and was less effective). Body weight was not reported, so a per-kg value cannot be derived without assumption; at a typical ~20 g BALB/c mouse this is roughly 0.1 mg/kg (estimate only, weight not stated in the paper).
Dosering: Enkelt intravenoes dosis givet umiddelbart efter CLP-kirurgi
Administrationsvej: intravenoes
Varighed: Enkelt dosis; overlevelse fulgt til 7 dage, prøvetagning af mediatorer/bakterier ved 15 timer

Målte effekter: 7-dages overlevelse steg fra 6,7% (CLP-kontrol) til 36,4% med LL-37 (p<0,05). Ved 15 timer saenkede LL-37 serum-IL-1beta (230 til 49 pg/mL, p<0,001), serum-IL-6 (92 til 77 ng/mL, p<0,001) og serum-TNF-alpha (521 til 308 pg/mL, p<0,05), haemmede caspase-1-aktivering og pyroptose i peritoneale makrofager og reducerede den bakterielle byrde i peritonealvaeske (2,5 til 0,7 x 10^9 CFU/mL, p<0,001) og blod (4,2 til 1,8 x 10^5 CFU/mL, p<0,05).

Bivirkninger: Ingen bivirkninger rapporteret i dette studie

Kilder: Hu Z, et al. Antimicrobial cathelicidin peptide LL-37 inhibits the pyroptosis of macrophages and improves the survival of polybacterial septic mice. Int Immunol. 2016;28(5):245-53.

Model: Mennesker, voksne med svaerhelende kroniske venoese bensaar (n=34); foerste forsoeg i mennesker, fase I/IIa
Undersøgt for: Heling af kronisk venoest bensaar
Dosis: Topical wound application of LL-37 at 0.5, 1.6 or 3.2 mg/mL solution. This is an applied wound concentration, not a systemic body-weight dose; no mg/kg basis applies and no body weight was used for dosing.
Dosering: Paafoering to gange ugentligt; 3 ugers placebo-indkoeringsfase efterfulgt af 4 ugers randomiseret dobbeltblind behandling
Administrationsvej: topisk
Varighed: 4 ugers behandlingsfase plus 4 ugers opfoelgning

Målte effekter: Helingshastighedskonstanterne var omkring 6 gange (0,5 mg/mL, p=0,003) og 3 gange (1,6 mg/mL, p=0,088) hoejere end placebo. Det gennemsnitlige saarareal faldt 68% (0,5 mg/mL) og 50% (1,6 mg/mL). Den hoejeste koncentration (3,2 mg/mL) viste ingen fordel over placebo, hvilket er i overensstemmelse med LL-37-cytotoksicitet ved hoejere koncentrationer.

Bivirkninger: Ingen sikkerhedsmaessige bekymringer for lokale eller systemiske bivirkninger; behandlingen var sikker og veltolereret

Kilder: Gronberg A, et al. Treatment with LL-37 is safe and effective in enhancing healing of hard-to-heal venous leg ulcers: a randomized, placebo-controlled clinical trial. Wound Repair Regen. 2014;22(5):613-21.

Model: Mennesker, voksne med svaerhelende venoese bensaar (n=148, gennemsnitsalder 67,6 aar, gennemsnitlig saar 11,6 cm2); fase IIb HEAL, multicenter
Undersøgt for: Heling af kronisk venoest bensaar (konfirmatorisk forsoeg)
Dosis: Topical LL-37 at 0.5 or 1.6 mg/mL plus compression. Applied wound concentration, not a systemic per-kg dose.
Dosering: Topisk, i kombination med kompressionsbehandling (dobbeltblind, placebokontrolleret, tre arme)
Administrationsvej: topisk
Varighed: Forsoegsbehandling og helingsvurderingsperiode (i henhold til protokol)

Målte effekter: Negativt paa den primaere analyse: ingen signifikant forbedring i heling for LL-37 vs. placebo i den fulde population. En post hoc-undergruppe af store saar (mindst 10 cm2) viste signifikant forbedring i flere indbyrdes forbundne helingsparametre, men dette var ikke det forudspecificerede endepunkt og kraever et tilstraekkeligt drevet konfirmatorisk forsoeg.

Bivirkninger: Forsoegslaegemidlet var veltolereret og sikkert ved baade 0,5 og 1,6 mg/mL

Kilder: Mahlapuu M, et al. Evaluation of LL-37 in healing of hard-to-heal venous leg ulcers: a multicentric prospective randomized placebo-controlled clinical trial. Wound Repair Regen. 2021;29(6):938-950.

Hvor solide data er

Blandet kvalitet, og aerligt talt er den humane saarheling-evidens det svage punkt. De antimikrobielle in vitro-data er solide og reproducerbare: Turner 1998-studiet (PMID 9736536) er et fundamentalt, ofte citeret metodepapir, der viser MIC under 10 mikrogram/mL mod flere patogener, men det afsloerer ogsaa LL-37's stoerste in vitro-forbehold, nemlig at aktiviteten falder kraftigt ved fysiologisk salt (100 mM NaCl) for MRSA, Proteus og Candida. Candida auris-antisvampepapiret (PMID 35205958) er et in vitro-studie med en enkelt gruppe fra et enkelt laboratorium uden cytotoksicitetskontroller paa pattedyrsceller, hvilket forfatterne selv paapeger, saa paastandene om synergi og S-fase-arrest er foreloebige. Dyredata (PMID 34680791 MRSA-saar; PMID 26746575 CLP-sepsis) er smaa gnaverstudier med et enkelt eksperiment med staerke p-vaerdier, men beskedne absolutte overlevelsesgevinster (sepsisoverlevelse kun 6,7% til 36,4%) og kort opfoelgning; sepsisdosen er rapporteret som 2 mikrogram pr. mus uden angivet kropsvaegt, saa enhver mg/kg-vaerdi er et skoen og ikke en publiceret dosis pr. kg. Carretero-saarstudiet (PMID 17805349) leverede LL-37 in vivo via adenoviral genoverfoersel og ikke som et afvejet peptid, saa det kan slet ikke omsaettes til en dosis. For mennesker findes der to randomiserede kontrollerede forsoeg, og de er uenige: det foerste forsoeg i mennesker, fase I/IIa (PMID 25041740, n=34, sponsor Pergamum/Promore), var positivt ved de to lavere topiske koncentrationer med et tydeligt klokkeformet dosis-respons (den hoejeste dosis paa 3,2 mg/mL fejlede, hvilket stemmer overens med selvcytotoksicitet), men det stoerre konfirmatoriske fase IIb HEAL-forsoeg (PMID 34687253, n=148, samme sponsorslaegt, laegemiddelnavn ropocamptide) var NEGATIVT paa sit primaere endepunkt med kun et post hoc-signal i undergruppen med store saar. Begge humane forsoeg var sponsordrevne. Samlet: god evidens for antimikrobiel og immunmodulerende mekanisme, men den kliniske saarheling-effekt er ubevist, det eneste tilstraekkeligt drevne humane forsoeg fejlede, og al human dosering er en topisk saarkoncentration (mg/mL), aldrig en systemisk dosis pr. kg. Sikkerheden var paa tvaers af studierne konsekvent godartet ved de anvendte doser, med det bemaerkelsesvaerdige forbehold at LL-37 er cytotoksisk over for pattedyrsceller ved hoejere koncentrationer.

Kilder

Studiedata, kun til forskning. Ingen etableret human protokol.