La investigación en lenguaje claro
LL-37
Qué es
LL-37 es la unica catelicidina humana con actividad antimicrobiana, un peptido cationico alfa-helicoidal de 37 residuos liberado a partir del precursor hCAP-18 en neutrofilos, queratinocitos y epitelios. Se estudia por su capacidad de destruir directamente un amplio espectro de bacterias y hongos mediante la disrupcion de membranas, por neutralizar el LPS bacteriano (endotoxina) y atenuar las citocinas inflamatorias, y por promover la reepitelizacion y la angiogenesis en la cicatrizacion de heridas cutaneas.
Cómo se usó en los estudios
- Modelo
- Sin celulas / cultivo bacteriano (in vitro)
- Estudiado para
- Actividad antibacteriana de amplio espectro (Gram-negativas y Gram-positivas) y union a LPS/endotoxina
- 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
- Pauta
- Exposicion unica, ensayos de microdilucion en caldo y de difusion radial
- Vía de administración
- in vitro
- Duración
- Incubacion estandar de sensibilidad durante la noche
Efectos medidos: MIC inferior a 10 microgramos/mL frente a los patogenos enumerados incluso en 100 mM NaCl. La actividad frente a MRSA, Proteus mirabilis y Candida albicans se perdio a 100 mM NaCl pero estaba presente en medio con baja concentracion de sal; Burkholderia cepacia fue totalmente resistente. LL-37 permeabilizo tanto las membranas externas como las internas de E. coli ML-35p y se unio al LPS de E. coli O111:B4 con alta afinidad y cooperatividad positiva (coeficiente de Hill 2.02). En general menos potente que la protegrina PG-1.
Efectos secundarios: No aplicable (ensayo sin celulas/bacteriano); se senala la perdida de actividad dependiente de la sal como una limitacion
- Modelo
- Cultivo celular / levadura (in vitro), 10 cepas clinicas de Candida auris
- Estudiado para
- Actividad antifungica frente a Candida auris multirresistente
- Dosis
- In vitro: MIC 25-100 micrograms/mL (about 5.6-22 micromolar); MFC 50-200 micrograms/mL
- Pauta
- Exposicion unica, microdilucion en caldo; combinaciones de farmacos probadas en proporcion 1:1
- Vía de administración
- in vitro
- Duración
- Incubacion estandar de sensibilidad antifungica
Efectos medidos: MIC 25-100 microgramos/mL y concentracion fungicida 50-200 microgramos/mL en 10 cepas. Combinado 1:1 con antifungicos dio 70% de sinergia con fluconazol y 100% de sinergia tanto con anfotericina B como con caspofungina, sin antagonismo. La captacion de yoduro de propidio y la microscopia electronica de barrido mostraron permeabilizacion de la membrana y disrupcion de la superficie; LL-37 elevo la actividad de enzimas antioxidantes (estres oxidativo) y detuvo las celulas en fase S.
Efectos secundarios: En este estudio no se midio citotoxicidad en celulas de mamifero ni hemolisis; los autores senalan esto como una laguna que requiere trabajo futuro
- Modelo
- Linea de queratinocitos humanos (HaCaT, in vitro) mas heridas excisionales en raton (ob/ob) in vivo
- Estudiado para
- Cicatrizacion de heridas (migracion de queratinocitos y reepitelizacion)
- 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).
- Pauta
- Administracion adenoviral unica en la herida (in vivo); exposicion unica al peptido en los ensayos celulares
- Vía de administración
- in vitro (celulas) y transferencia adenoviral intradermica/en la herida (ratones)
- Duración
- Seguimiento de la cicatrizacion durante el periodo de cierre de la herida excisional
Efectos medidos: In vitro, LL-37 activo la migracion de los queratinocitos HaCaT con remodelacion de actina, aumento la fosforilacion de tirosina de la quinasa de adhesion focal y de la paxilina, indujo los factores de transcripcion Snail/Slug, activo las metaloproteinasas de matriz e implico la senalizacion de MAPK y PI3K/Akt (mediante la transactivacion del EGFR y la induccion de FPRL-1). In vivo, la transferencia adenoviral de LL-37 a heridas excisionales en ratones ob/ob mejoro significativamente la reepitelizacion y la formacion de tejido de granulacion frente al control.
Efectos secundarios: No se notificaron eventos adversos en este estudio
- Modelo
- Raton (macho adulto BALB/c), heridas quirurgicas en el dorso infectadas por MRSA; 80 ratones en 8 grupos de 10
- Estudiado para
- Cicatrizacion de heridas infectadas por MRSA y eliminacion bacteriana
- Dosis
- 1 mg/kg LL-37 (given topically and/or intraperitoneally); teicoplanin comparator at 7 mg/kg
- Pauta
- El tratamiento comenzo 24 horas despues de la infeccion
- Vía de administración
- topica y/o intraperitoneal
- Duración
- 14 dias
Efectos medidos: Las heridas infectadas no tratadas alcanzaron 7.8 x 10^7 CFU/g. La combinacion de LL-37 topico mas intraperitoneal redujo los recuentos a 6.9 x 10^2 CFU/g (significativo frente a no tratadas y frente a una sola via, p<0.05 a p<0.001), cercano a la teicoplanina combinada (3.0 x 10^2 CFU/g). La histologia del grupo combinado de LL-37 mostro aumento de la reepitelizacion, tejido de granulacion, organizacion del colageno y angiogenesis (expresion de VEGF y densidad de microvasos).
Efectos secundarios: El LL-37 intraperitoneal se reporto como seguro, sin que se observaran efectos secundarios toxicos
- Modelo
- Raton, modelo de sepsis polimicrobiana por ligadura y puncion cecal (CLP)
- Estudiado para
- Sepsis / inmunomodulacion (piroptosis de macrofagos, citocinas, supervivencia)
- 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).
- Pauta
- Dosis intravenosa unica administrada inmediatamente despues de la cirugia de CLP
- Vía de administración
- intravenosa
- Duración
- Dosis unica; supervivencia seguida hasta 7 dias, muestreo de mediadores/bacterias a las 15 horas
Efectos medidos: La supervivencia a 7 dias aumento del 6.7% (control CLP) al 36.4% con LL-37 (p<0.05). A las 15 horas LL-37 redujo la IL-1beta serica (230 a 49 pg/mL, p<0.001), la IL-6 serica (92 a 77 ng/mL, p<0.001) y el TNF-alpha serico (521 a 308 pg/mL, p<0.05), inhibio la activacion de caspasa-1 y la piroptosis de los macrofagos peritoneales, y redujo la carga bacteriana en el liquido peritoneal (2.5 a 0.7 x 10^9 CFU/mL, p<0.001) y en la sangre (4.2 a 1.8 x 10^5 CFU/mL, p<0.05).
Efectos secundarios: No se notificaron efectos adversos en este estudio
- Modelo
- Humanos, adultos con ulceras venosas cronicas de la pierna de dificil cicatrizacion (n=34); primer estudio en humanos de Fase I/IIa
- Estudiado para
- Cicatrizacion de ulceras venosas cronicas de la pierna
- 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.
- Pauta
- Aplicaciones dos veces por semana; periodo de rodaje con placebo de 3 semanas seguido de 4 semanas de tratamiento aleatorizado doble ciego
- Vía de administración
- topica
- Duración
- Fase de tratamiento de 4 semanas mas seguimiento de 4 semanas
Efectos medidos: Las constantes de velocidad de cicatrizacion fueron aproximadamente 6 veces (0.5 mg/mL, p=0.003) y 3 veces (1.6 mg/mL, p=0.088) mas altas que el placebo. El area media de la ulcera disminuyo un 68% (0.5 mg/mL) y un 50% (1.6 mg/mL). La concentracion mas alta (3.2 mg/mL) no mostro beneficio sobre el placebo, en consonancia con la citotoxicidad de LL-37 a concentraciones mas altas.
Efectos secundarios: Sin problemas de seguridad por eventos adversos locales o sistemicos; el tratamiento fue seguro y bien tolerado
- Modelo
- Humanos, adultos con ulceras venosas de la pierna de dificil cicatrizacion (n=148, edad media 67.6 anos, herida media 11.6 cm2); Fase IIb HEAL, multicentrico
- Estudiado para
- Cicatrizacion de ulceras venosas cronicas de la pierna (ensayo confirmatorio)
- Dosis
- Topical LL-37 at 0.5 or 1.6 mg/mL plus compression. Applied wound concentration, not a systemic per-kg dose.
- Pauta
- Topico, en combinacion con terapia de compresion (doble ciego, controlado con placebo, tres brazos)
- Vía de administración
- topica
- Duración
- Periodo de tratamiento y evaluacion de la cicatrizacion del ensayo (segun protocolo)
Efectos medidos: Negativo en el analisis primario: ninguna mejora significativa en la cicatrizacion para LL-37 frente a placebo en la poblacion completa. Un subgrupo post hoc de ulceras grandes (al menos 10 cm2) mostro una mejora significativa en varios parametros de cicatrizacion interrelacionados, pero este no era el criterio de valoracion preespecificado y necesita un ensayo confirmatorio con potencia adecuada.
Efectos secundarios: El farmaco del estudio fue bien tolerado y seguro tanto a 0.5 como a 1.6 mg/mL
Solidez de la evidencia
Calidad mixta y, francamente, la evidencia humana sobre cicatrizacion de heridas es el punto debil. Los datos antimicrobianos in vitro son solidos y reproducibles: el estudio de Turner 1998 (PMID 9736536) es un articulo metodologico fundacional y muy citado que muestra una MIC inferior a 10 microgramos/mL frente a varios patogenos, pero tambien expone la mayor limitacion in vitro de LL-37, a saber, que la actividad cae bruscamente a concentraciones de sal fisiologica (100 mM NaCl) para MRSA, Proteus y Candida. El articulo antifungico sobre Candida auris (PMID 35205958) es un estudio in vitro de un solo grupo, de un unico laboratorio, sin controles de citotoxicidad en celulas de mamifero, lo que los propios autores senalan, de modo que las afirmaciones de sinergia y de arresto en fase S son preliminares. Los datos en animales (PMID 34680791 herida por MRSA; PMID 26746575 sepsis por CLP) son estudios pequenos en roedores con un solo experimento, con valores de p fuertes pero ganancias de supervivencia absoluta modestas (la supervivencia en sepsis solo de 6.7% a 36.4%) y seguimiento corto; la dosis en sepsis se reporta como 2 microgramos por raton sin indicar el peso corporal, por lo que cualquier valor en mg/kg es una estimacion, no una dosis por kg publicada. El estudio de heridas de Carretero (PMID 17805349) administro LL-37 in vivo mediante transferencia genica adenoviral, no como peptido pesado, por lo que no puede traducirse en una dosis en absoluto. En humanos hay dos ensayos clinicos aleatorizados y controlados que discrepan: el primero en humanos, de Fase I/IIa (PMID 25041740, n=34, patrocinador Pergamum/Promore), fue positivo a las dos concentraciones topicas mas bajas con una clara respuesta dosis-efecto en forma de campana (la dosis mas alta de 3.2 mg/mL fracaso, en consonancia con la autocitotoxicidad), pero el mayor ensayo confirmatorio de Fase IIb HEAL (PMID 34687253, n=148, misma linea de patrocinio, nombre del farmaco ropocamptide) fue NEGATIVO en su criterio de valoracion principal, con solo una senal post hoc en el subgrupo de ulceras grandes. Ambos ensayos en humanos fueron realizados por el patrocinador. En resumen: buena evidencia mecanicista antimicrobiana e inmunomoduladora, pero el beneficio clinico en cicatrizacion de heridas no esta demostrado, el unico ensayo humano con potencia adecuada fracaso, y toda la dosificacion en humanos es una concentracion topica en la herida (mg/mL), nunca una dosis sistemica por kg. La seguridad en los distintos estudios fue sistematicamente benigna a las dosis utilizadas, con la salvedad notable de que LL-37 es citotoxico para las celulas de mamifero a concentraciones mas altas.
Fuentes
- Turner J, et al. Activities of LL-37, a cathelin-associated antimicrobial peptide of human neutrophils. Antimicrob Agents Chemother. 1998;42(9):2206-14.(PMID 9736536)
- 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.(PMID 35205958)
- 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.(PMID 17805349)
- Simonetti O, et al. Efficacy of Cathelicidin LL-37 in an MRSA Wound Infection Mouse Model. Antibiotics (Basel). 2021;10(10):1210.(PMID 34680791)
- 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.(PMID 26746575)
- 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.(PMID 25041740)
- 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.(PMID 34687253)
Datos de estudios, solo para investigación. No hay un protocolo humano establecido.