Tutkimus selkokielellä
LL-37
Mikä se on
LL-37 on ihmisen ainoa katelisidiini-ryhmaan kuuluva mikrobilaakepeptidi, 37 aminohapon kationinen alfakierteinen peptidi, joka vapautuu hCAP-18-esiasteesta neutrofiileissa, keratinosyyteissa ja epiteeleissa. Sita tutkitaan bakteerien ja sienten suoraan laajakirjoiseen tappamiseen kalvon hajottamisen kautta, bakteerien LPS:n (endotoksiinin) neutraloimiseksi ja tulehdusta valittavien sytokiinien vaimentamiseksi seka ihohaavojen uudelleenepitelisaation ja angiogeneesin edistamiseksi.
Miten sitä käytettiin tutkimuksissa
- Malli
- Soluvapaa / bakteeriviljelma (in vitro)
- Tutkimuskohde
- Laajakirjoinen antibakteerinen aktiivisuus (gramnegatiiviset ja grampositiiviset) ja LPS:n/endotoksiinin sitominen
- Annos
- 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
- Annostus
- Yksittainen altistus, liemen mikrolaimennus- ja sateittaisdiffuusiomaaritykset
- Antoreitti
- in vitro
- Kesto
- Vakiomuotoinen yön yli kestava herkkyysinkubaatio
Mitatut vaikutukset: MIC alle 10 mikrogrammaa/mL lueteltuja patogeeneja vastaan jopa 100 mM NaCl:ssa. Aktiivisuus MRSA:ta, Proteus mirabilista ja Candida albicansia vastaan menetettiin 100 mM NaCl:ssa mutta oli lasna vahasuolaisessa elatusaineessa; Burkholderia cepacia oli taysin resistentti. LL-37 lapaisi seka E. colin ML-35p ulko- etta sisakalvot ja sitoi E. coli O111:B4 LPS:aa suurella affiniteetilla ja positiivisella kooperatiivisuudella (Hill-kerroin 2.02). Yleisesti vahemman tehokas kuin protegriini PG-1.
Haittavaikutukset: Ei sovellettavissa (soluvapaa/bakteerimaaritys); suolasta riippuva aktiivisuuden menetys mainittu rajoituksena
- Malli
- Soluviljelma / hiiva (in vitro), 10 kliinista Candida auris -kantaa
- Tutkimuskohde
- Sienilaakeaktiivisuus monilaakeresistenttia Candida aurista vastaan
- Annos
- In vitro: MIC 25-100 micrograms/mL (about 5.6-22 micromolar); MFC 50-200 micrograms/mL
- Annostus
- Yksittainen altistus, liemen mikrolaimennus; laakeyhdistelmat testattu suhteessa 1:1
- Antoreitti
- in vitro
- Kesto
- Vakiomuotoinen sienilaakeherkkyysinkubaatio
Mitatut vaikutukset: MIC 25-100 mikrogrammaa/mL ja sienia tappava pitoisuus 50-200 mikrogrammaa/mL 10 kannan yli. Yhdistettyna 1:1 sienilaakkeiden kanssa antoi 70 prosentin synergian flukonatsolin kanssa ja 100 prosentin synergian seka amfoterisiini B:n etta kaspofungiinin kanssa, ilman antagonismia. Propidiumjodidin imeytyminen ja pyyhkaisyelektronimikroskopia osoittivat kalvon lapaisemisen ja pinnan hajoamisen; LL-37 nosti antioksidanttientsyymien aktiivisuutta (oksidatiivinen stressi) ja pysaytti solut S-vaiheeseen.
Haittavaikutukset: Tassa tutkimuksessa ei mitattu nisakassolujen sytotoksisuutta tai hemolyysia; tekijat merkitsevat taman aukoksi, joka vaatii jatkotyota
- Malli
- Ihmisen keratinosyyttilinja (HaCaT, in vitro) seka hiiren (ob/ob) eksisionaaliset haavat in vivo
- Tutkimuskohde
- Haavan paraneminen (keratinosyyttien migraatio ja uudelleenepitelisaatio)
- Annos
- 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).
- Annostus
- Yksittainen haavan sisainen adenovirusvalitteinen anto (in vivo); yksittainen peptidialtistus soluviljelymaarityksissa
- Antoreitti
- in vitro (solut) ja ihonsisainen/haavan sisainen adenovirusvalitteinen siirto (hiiret)
- Kesto
- Haavanparanemisen seuranta eksisionaalisen haavan sulkeutumisjakson ajan
Mitatut vaikutukset: In vitro LL-37 aktivoi HaCaT-keratinosyyttien migraation aktiinin uudelleenmuotoutumisen kanssa, lisasi tarttumiskinaasin (focal adhesion kinase) ja paksilliinin tyrosiinifosforylaatiota, indusoi Snail/Slug-transkriptiotekijoita, aktivoi matriisin metalloproteinaaseja ja kytki MAPK- ja PI3K/Akt-signaloinnin (EGFR-transaktivaation ja FPRL-1-induktion kautta). In vivo adenovirusvalitteinen LL-37-siirto eksisionaalisiin haavoihin ob/ob-hiirilla paransi merkittavasti uudelleenepitelisaatiota ja granulaatiokudoksen muodostumista verrattuna kontrolliin.
Haittavaikutukset: Tassa tutkimuksessa ei raportoitu haittatapahtumia
- Malli
- Hiiri (aikuinen uros BALB/c), MRSA-infektoituneet kirurgiset selkahaavat; 80 hiirta 8 ryhmassa, 10 kussakin
- Tutkimuskohde
- MRSA-infektoituneen haavan paraneminen ja bakteerien puhdistuminen
- Annos
- 1 mg/kg LL-37 (given topically and/or intraperitoneally); teicoplanin comparator at 7 mg/kg
- Annostus
- Hoito aloitettiin 24 tuntia infektion jalkeen
- Antoreitti
- paikallinen ja/tai vatsaontelonsisainen
- Kesto
- 14 paivaa
Mitatut vaikutukset: Hoitamattomat infektoituneet haavat saavuttivat 7,8 x 10^7 CFU/g. Yhdistetty paikallinen seka vatsaontelonsisainen LL-37 vahensi maarat tasolle 6,9 x 10^2 CFU/g (merkittava verrattuna hoitamattomaan ja yhteen antoreittiin, p<0.05 - p<0.001), lahella teikoplaniinin yhdistelmaa (3,0 x 10^2 CFU/g). Yhdistetyn LL-37-ryhman histologia osoitti lisaantynytta uudelleenepitelisaatiota, granulaatiokudosta, kollageenin jarjestaytymista ja angiogeneesia (VEGF-ilmentyminen ja mikrosuonitiheys).
Haittavaikutukset: Vatsaontelonsisainen LL-37 raportoitiin turvalliseksi ilman havaittuja toksisia haittavaikutuksia
- Malli
- Hiiri, umpisuolen ligaatio ja puhkaisu (CLP) -polymikrobinen sepsismalli
- Tutkimuskohde
- Sepsis / immuunijarjestelman saatel (makrofagien pyroptoosi, sytokiinit, eloonjaaminen)
- Annos
- 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).
- Annostus
- Yksittainen laskimonsisainen annos annettiin valittomasti CLP-leikkauksen jalkeen
- Antoreitti
- laskimonsisainen
- Kesto
- Yksittainen annos; eloonjaamista seurattiin 7 paivaan, valittajaaineiden/bakteerien naytteenotto 15 tunnin kohdalla
Mitatut vaikutukset: 7 paivan eloonjaaminen nousi 6,7 prosentista (CLP-kontrolli) 36,4 prosenttiin LL-37:lla (p<0.05). 15 tunnin kohdalla LL-37 laski seerumin IL-1beta:aa (230:sta 49 pg/mL, p<0.001), seerumin IL-6:ta (92:sta 77 ng/mL, p<0.001) ja seerumin TNF-alpha:aa (521:sta 308 pg/mL, p<0.05), esti kaspaasi-1:n aktivoitumisen ja vatsaontelon makrofagien pyroptoosin seka vahensi bakteerikuormaa vatsaontelonesteessa (2,5:sta 0,7 x 10^9 CFU/mL, p<0.001) ja veressa (4,2:sta 1,8 x 10^5 CFU/mL, p<0.05).
Haittavaikutukset: Tassa tutkimuksessa ei raportoitu haittavaikutuksia
- Malli
- Ihminen, aikuiset joilla vaikeasti paranevat krooniset laskimoperaiset saarihaavat (n=34); ensimmainen ihmisilla tehty vaiheen I/IIa
- Tutkimuskohde
- Kroonisen laskimoperaisen saarihaavan paraneminen
- Annos
- 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.
- Annostus
- Kahdesti viikossa tehdyt annot; 3 viikon lumevalmisteen sisaanajojakso, sitten 4 viikon satunnaistettu kaksoissokkohoito
- Antoreitti
- paikallinen
- Kesto
- 4 viikon hoitovaihe seka 4 viikon seuranta
Mitatut vaikutukset: Paranemisnopeusvakiot olivat noin 6-kertaiset (0,5 mg/mL, p=0.003) ja 3-kertaiset (1,6 mg/mL, p=0.088) korkeammat kuin lumeella. Keskimaarainen haava-ala laski 68 prosenttia (0,5 mg/mL) ja 50 prosenttia (1,6 mg/mL). Korkein pitoisuus (3,2 mg/mL) ei osoittanut hyötya lumeeseen verrattuna, mika on yhdenmukaista LL-37:n sytotoksisuuden kanssa korkeammilla pitoisuuksilla.
Haittavaikutukset: Ei turvallisuushuolia paikallisista tai systeemisista haittatapahtumista; hoito oli turvallista ja hyvin siedettya
- Malli
- Ihminen, aikuiset joilla vaikeasti paranevat laskimoperaiset saarihaavat (n=148, keski-ika 67,6 v, keskimaarainen haava 11,6 cm2); vaiheen IIb HEAL, monikeskus
- Tutkimuskohde
- Kroonisen laskimoperaisen saarihaavan paraneminen (vahvistava tutkimus)
- Annos
- Topical LL-37 at 0.5 or 1.6 mg/mL plus compression. Applied wound concentration, not a systemic per-kg dose.
- Annostus
- Paikallinen, yhdistettyna kompressiohoitoon (kaksoissokko, lumekontrolloitu, kolme haaraa)
- Antoreitti
- paikallinen
- Kesto
- Tutkimuksen hoito- ja paranemisen arviointijakso (protokollan mukaisesti)
Mitatut vaikutukset: Negatiivinen ensisijaisessa analyysissa: ei merkittavaa paranemisen paranemista LL-37:lle lumeeseen verrattuna koko populaatiossa. Post hoc -alaryhma suurista haavoista (vahintaan 10 cm2) osoitti merkittavaa paranemista useissa toisiinsa liittyvissa paranemisparametreissa, mutta tama ei ollut ennalta maaritelty paatepiste ja vaatii voimitetun vahvistavan tutkimuksen.
Haittavaikutukset: Tutkimuslaake oli hyvin siedettya ja turvallista seka 0,5 etta 1,6 mg/mL pitoisuuksilla
Kuinka vankkaa tieto on
Vaihtelevaa laatua, ja rehellisesti sanottuna ihmisen haavanparanemista koskeva nayttö on heikko kohta. Antimikrobinen in vitro -data on vankkaa ja toistettavaa: Turnerin 1998 tutkimus (PMID 9736536) on perustavanlaatuinen, paljon siteerattu menetelmaartikkeli, joka osoittaa MIC:n alle 10 mikrogrammaa/mL useita patogeeneja vastaan, mutta se paljastaa myös LL-37:n suurimman in vitro -varauksen, etta aktiivisuus laskee jyrkasti fysiologisessa suolapitoisuudessa (100 mM NaCl) MRSA:n, Proteuksen ja Candidan osalta. Candida auris -sienilaakeartikkeli (PMID 35205958) on yhden ryhman in vitro -tutkimus yhdesta laboratoriosta ilman nisakassolujen sytotoksisuuskontrolleja, mihin tekijat itse viittaavat, joten synergia- ja S-vaiheen pysayttamisvaitteet ovat alustavia. Elaindata (PMID 34680791 MRSA-haava; PMID 26746575 CLP-sepsis) ovat pienia, yhden kokeen jyrsijatutkimuksia vahvoilla p-arvoilla mutta vaatimattomilla absoluuttisilla eloonjaamishyödyilla (sepsiksen eloonjaaminen vain 6,7 prosentista 36,4 prosenttiin) ja lyhyella seurannalla; sepsiksen annos ilmoitetaan 2 mikrogrammaa per hiiri ilman painon ilmoittamista, joten mika tahansa mg/kg-luku on arvio, ei julkaistu per-kg-annos. Carreteron haavatutkimus (PMID 17805349) toimitti LL-37:n in vivo adenovirusvalitteisen geeninsiirron kautta, ei punnittuna peptidina, joten sita ei voi muuntaa annokseksi lainkaan. Ihmisille on kaksi satunnaistettua kontrolloitua tutkimusta ja ne ovat erimielisia: ensimmainen ihmisilla tehty vaiheen I/IIa -tutkimus (PMID 25041740, n=34, rahoittaja Pergamum/Promore) oli positiivinen kahdella alemmalla paikallisella pitoisuudella selvalla kellokayran muotoisella annos-vastesuhteella (korkein 3,2 mg/mL -annos epaonnistui, mika on yhdenmukaista itse aiheutetun sytotoksisuuden kanssa), mutta suurempi vahvistava vaiheen IIb HEAL-tutkimus (PMID 34687253, n=148, sama rahoittajalinja, laakkeen nimi ropokamptidi) oli NEGATIIVINEN ensisijaisessa paatepisteessaan, vain post hoc -suurten haavojen alaryhmasignaalilla. Molemmat ihmistutkimukset olivat rahoittajan suorittamia. Yhteenveto: hyva antimikrobinen ja immuunijarjestelmaa saateleva mekanisminaytto, mutta kliininen haavanparanemishyöty on todistamaton, ainoa riittavasti voimitettu ihmistutkimus epaonnistui, ja kaikki ihmisten annostelu on paikallinen haavapitoisuus (mg/mL), ei koskaan systeeminen per-kg-annos. Turvallisuus tutkimuksissa oli johdonmukaisesti hyvanlaatuista kaytetyilla annoksilla, silla huomattavalla varauksella, etta LL-37 on sytotoksinen nisakassoluille korkeammilla pitoisuuksilla.
Lähteet
- 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)
Tutkimustietoa, vain tutkimuskäyttöön. Ei vakiintunutta ihmisprotokollaa.