Badania w prostym języku

LL-37

Czym jest

LL-37 to jedyna ludzka katelicydyna, peptyd przeciwdrobnoustrojowy, 37-resztowy kationowy peptyd o strukturze alfa-helisy uwalniany z prekursora hCAP-18 w neutrofilach, keratynocytach i nabłonkach. Jest badany pod kątem bezpośredniego zabijania bakterii i grzybów o szerokim spektrum poprzez zaburzanie błon, neutralizacji bakteryjnego LPS (endotoksyny) i tłumienia cytokin zapalnych, a także wspierania reepitelializacji ran skóry i angiogenezy.

Jak stosowano w badaniach

Model: Bezkomórkowy / hodowla bakteryjna (in vitro)
Badany w kierunku: Aktywność przeciwbakteryjna o szerokim spektrum (Gram-ujemne i Gram-dodatnie) oraz wiązanie LPS/endotoksyny
Dawka: 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
Dawkowanie: Pojedyncza ekspozycja, testy mikrorozcieńczeń w bulionie i dyfuzji promienistej
Droga podania: in vitro
Czas trwania: Standardowa nocna inkubacja oceny wrażliwości

Zmierzone efekty: MIC poniżej 10 mikrogramów/mL wobec wymienionych patogenów nawet w 100 mM NaCl. Aktywność wobec MRSA, Proteus mirabilis i Candida albicans była utracona przy 100 mM NaCl, ale obecna w pożywce o niskiej zawartości soli; Burkholderia cepacia była w pełni oporna. LL-37 przepuszczał zarówno zewnętrzną, jak i wewnętrzną błonę E. coli ML-35p oraz wiązał LPS E. coli O111:B4 z wysokim powinowactwem i dodatnią kooperatywnością (współczynnik Hilla 2,02). Ogólnie mniej silny niż protegryna PG-1.

Działania niepożądane: Nie dotyczy (test bezkomórkowy/bakteryjny); zależną od soli utratę aktywności odnotowano jako ograniczenie

Źródła: 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: Hodowla komórkowa / drożdże (in vitro), 10 szczepów klinicznych Candida auris
Badany w kierunku: Aktywność przeciwgrzybicza wobec wielolekoopornej Candida auris
Dawka: In vitro: MIC 25-100 micrograms/mL (about 5.6-22 micromolar); MFC 50-200 micrograms/mL
Dawkowanie: Pojedyncza ekspozycja, mikrorozcieńczenia w bulionie; kombinacje leków testowane w stosunku 1:1
Droga podania: in vitro
Czas trwania: Standardowa inkubacja oceny wrażliwości przeciwgrzybiczej

Zmierzone efekty: MIC 25-100 mikrogramów/mL i stężenie grzybobójcze 50-200 mikrogramów/mL w 10 szczepach. Połączony 1:1 z lekami przeciwgrzybiczymi dawał 70% synergii z flukonazolem i 100% synergii zarówno z amfoterycyną B, jak i kaspofunginą, bez antagonizmu. Pobór jodku propidyny i skaningowa mikroskopia elektronowa wykazały przepuszczalność błony i zaburzenie powierzchni; LL-37 podniósł aktywność enzymów antyoksydacyjnych (stres oksydacyjny) i zatrzymał komórki w fazie S.

Działania niepożądane: W tym badaniu nie mierzono cytotoksyczności wobec komórek ssaków ani hemolizy; autorzy oznaczają to jako lukę wymagającą dalszych prac

Źródła: 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: Ludzka linia keratynocytów (HaCaT, in vitro) plus rany wycięte u myszy (ob/ob) in vivo
Badany w kierunku: Gojenie ran (migracja keratynocytów i reepitelializacja)
Dawka: 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).
Dawkowanie: Pojedyncze podanie adenowirusowe do rany (in vivo); pojedyncza ekspozycja na peptyd w testach komórkowych
Droga podania: in vitro (komórki) oraz śródskórny/dorananny transfer adenowirusowy (myszy)
Czas trwania: Obserwacja gojenia rany przez okres zamykania rany wyciętej

Zmierzone efekty: In vitro LL-37 aktywował migrację keratynocytów HaCaT z przebudową aktyny, zwiększył fosforylację tyrozynową kinazy zrostów ogniskowych i paksyliny, indukował czynniki transkrypcyjne Snail/Slug, aktywował metaloproteinazy macierzy oraz angażował szlaki sygnałowe MAPK i PI3K/Akt (poprzez transaktywację EGFR i indukcję FPRL-1). In vivo adenowirusowy transfer LL-37 do ran wyciętych u myszy ob/ob znacząco poprawił reepitelializację i tworzenie tkanki ziarninowej w porównaniu z kontrolą.

Działania niepożądane: W tym badaniu nie zgłoszono żadnych zdarzeń niepożądanych

Źródła: 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: Mysz (dorosłe samce BALB/c), rany grzbietu zakażone MRSA po zabiegu; 80 myszy w 8 grupach po 10
Badany w kierunku: Gojenie ran zakażonych MRSA i eliminacja bakterii
Dawka: 1 mg/kg LL-37 (given topically and/or intraperitoneally); teicoplanin comparator at 7 mg/kg
Dawkowanie: Leczenie rozpoczęto 24 godziny po zakażeniu
Droga podania: miejscowo i/lub dootrzewnowo
Czas trwania: 14 dni

Zmierzone efekty: Nieleczone zakażone rany osiągnęły 7,8 x 10^7 CFU/g. Połączony miejscowy plus dootrzewnowy LL-37 zmniejszył liczbę do 6,9 x 10^2 CFU/g (znaczące wobec nieleczonych i wobec pojedynczej drogi podania, p<0,05 do p<0,001), blisko teikoplaniny w połączeniu (3,0 x 10^2 CFU/g). Histologia grupy z połączonym LL-37 wykazała zwiększoną reepitelializację, tkankę ziarninową, organizację kolagenu i angiogenezę (ekspresja VEGF i gęstość mikronaczyń).

Działania niepożądane: Dootrzewnowy LL-37 zgłoszono jako bezpieczny, bez obserwowanych toksycznych działań ubocznych

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

Model: Mysz, model wielodrobnoustrojowej sepsy z podwiązaniem i nakłuciem kątnicy (CLP)
Badany w kierunku: Sepsa / immunomodulacja (piroptoza makrofagów, cytokiny, przeżycie)
Dawka: 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).
Dawkowanie: Pojedyncza dawka dożylna podana bezpośrednio po operacji CLP
Droga podania: dożylnie
Czas trwania: Pojedyncza dawka; przeżycie obserwowane do 7 dni, pobieranie mediatorów/bakterii po 15 godzinach

Zmierzone efekty: 7-dniowe przeżycie wzrosło z 6,7% (kontrola CLP) do 36,4% z LL-37 (p<0,05). Po 15 godzinach LL-37 obniżył surowiczy IL-1beta (230 do 49 pg/mL, p<0,001), surowiczy IL-6 (92 do 77 ng/mL, p<0,001) i surowiczy TNF-alpha (521 do 308 pg/mL, p<0,05), zahamował aktywację kaspazy-1 i piroptozę makrofagów otrzewnowych oraz zmniejszył obciążenie bakteryjne w płynie otrzewnowym (2,5 do 0,7 x 10^9 CFU/mL, p<0,001) i krwi (4,2 do 1,8 x 10^5 CFU/mL, p<0,05).

Działania niepożądane: W tym badaniu nie zgłoszono żadnych działań niepożądanych

Źródła: 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: Człowiek, dorośli z trudno gojącymi się przewlekłymi żylnymi owrzodzeniami podudzi (n=34); pierwsze badanie u ludzi fazy I/IIa
Badany w kierunku: Gojenie przewlekłego żylnego owrzodzenia podudzia
Dawka: 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.
Dawkowanie: Aplikacje dwa razy w tygodniu; 3-tygodniowy okres wprowadzający z placebo, następnie 4-tygodniowe randomizowane leczenie z podwójnie ślepą próbą
Droga podania: miejscowo
Czas trwania: 4-tygodniowa faza leczenia plus 4-tygodniowa obserwacja

Zmierzone efekty: Stałe szybkości gojenia były około 6-krotnie (0,5 mg/mL, p=0,003) i 3-krotnie (1,6 mg/mL, p=0,088) wyższe niż przy placebo. Średnia powierzchnia owrzodzenia zmniejszyła się o 68% (0,5 mg/mL) i 50% (1,6 mg/mL). Najwyższe stężenie (3,2 mg/mL) nie wykazało korzyści w stosunku do placebo, co jest zgodne z cytotoksycznością LL-37 przy wyższych stężeniach.

Działania niepożądane: Brak obaw dotyczących bezpieczeństwa w zakresie miejscowych lub układowych zdarzeń niepożądanych; leczenie było bezpieczne i dobrze tolerowane

Źródła: 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: Człowiek, dorośli z trudno gojącymi się żylnymi owrzodzeniami podudzi (n=148, średni wiek 67,6 lat, średnia rana 11,6 cm2); faza IIb HEAL, wieloośrodkowe
Badany w kierunku: Gojenie przewlekłego żylnego owrzodzenia podudzia (badanie potwierdzające)
Dawka: Topical LL-37 at 0.5 or 1.6 mg/mL plus compression. Applied wound concentration, not a systemic per-kg dose.
Dawkowanie: Miejscowo, w połączeniu z terapią uciskową (podwójnie ślepa próba, kontrolowana placebo, trzy ramiona)
Droga podania: miejscowo
Czas trwania: Okres leczenia i oceny gojenia w badaniu (zgodnie z protokołem)

Zmierzone efekty: Negatywne w analizie pierwszorzędowej: brak znaczącej poprawy gojenia dla LL-37 wobec placebo w całej populacji. Podgrupa dużych owrzodzeń (co najmniej 10 cm2) analizowana post hoc wykazała znaczącą poprawę w kilku powiązanych ze sobą parametrach gojenia, ale nie był to wcześniej zdefiniowany punkt końcowy i wymaga odpowiednio zasilonego badania potwierdzającego.

Działania niepożądane: Badany lek był dobrze tolerowany i bezpieczny zarówno przy 0,5, jak i 1,6 mg/mL

Źródła: 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.

Jak solidne są dane

Mieszana jakość, i szczerze mówiąc dowody na gojenie ran u ludzi są słabym punktem. Dane przeciwdrobnoustrojowe in vitro są solidne i odtwarzalne: badanie Turner 1998 (PMID 9736536) to fundamentalna, często cytowana praca metodyczna pokazująca MIC poniżej 10 mikrogramów/mL wobec kilku patogenów, ale ujawnia też największe zastrzeżenie LL-37 in vitro, że aktywność gwałtownie spada przy fizjologicznym stężeniu soli (100 mM NaCl) dla MRSA, Proteus i Candida. Praca o aktywności przeciwgrzybiczej wobec Candida auris (PMID 35205958) to jednogrupowe badanie in vitro z jednego laboratorium bez kontroli cytotoksyczności wobec komórek ssaków, co sami autorzy podkreślają, więc twierdzenia o synergii i zatrzymaniu w fazie S są wstępne. Dane zwierzęce (PMID 34680791 rana z MRSA; PMID 26746575 sepsa CLP) to małe, jednoeksperymentalne badania na gryzoniach z mocnymi wartościami p, ale skromnym bezwzględnym wzrostem przeżycia (przeżycie w sepsie tylko z 6,7% do 36,4%) i krótką obserwacją; dawka w sepsie podana jest jako 2 mikrogramy na mysz bez podania masy ciała, więc każda wartość mg/kg to oszacowanie, a nie opublikowana dawka na kg. Badanie Carretero nad raną (PMID 17805349) dostarczyło LL-37 in vivo poprzez transfer genu adenowirusowego, a nie jako odważony peptyd, więc nie da się go w ogóle przeliczyć na dawkę. U ludzi są dwa randomizowane badania kontrolowane i są one sprzeczne: pierwsze badanie u ludzi fazy I/IIa (PMID 25041740, n=34, sponsor Pergamum/Promore) było pozytywne przy dwóch niższych stężeniach miejscowych z wyraźną dzwonowatą zależnością dawka-odpowiedź (najwyższa dawka 3,2 mg/mL zawiodła, zgodnie z samocytotoksycznością), ale większe potwierdzające badanie fazy IIb HEAL (PMID 34687253, n=148, ta sama linia sponsorów, nazwa leku ropokamptyd) było NEGATYWNE w pierwszorzędowym punkcie końcowym, z jedynie sygnałem w podgrupie dużych owrzodzeń analizowanej post hoc. Oba badania u ludzi prowadzone były przez sponsorów. Podsumowanie: dobre dowody na mechanizm przeciwdrobnoustrojowy i immunomodulacyjny, ale korzyść kliniczna w gojeniu ran jest nieudowodniona, jedyne odpowiednio zasilone badanie u ludzi zawiodło, a całe dawkowanie u ludzi to miejscowe stężenie na ranie (mg/mL), nigdy układowa dawka na kg. Bezpieczeństwo w różnych badaniach było konsekwentnie łagodne przy stosowanych dawkach, z istotnym zastrzeżeniem, że LL-37 jest cytotoksyczny dla komórek ssaków przy wyższych stężeniach.

Źródła

Dane z badań, wyłącznie do celów badawczych. Brak ustalonego protokołu dla ludzi.