A investigação em linguagem simples
LL-37
O que é
O LL-37 é o único peptídeo antimicrobiano catelicidina humano, um peptídeo catiónico alfa-helicoidal de 37 resíduos libertado a partir do precursor hCAP-18 em neutrófilos, queratinócitos e epitélios. É estudado pela sua capacidade de destruição direta de largo espectro de bactérias e fungos por rutura da membrana, pela neutralização do LPS bacteriano (endotoxina) e atenuação das citocinas inflamatórias, e pela promoção da reepitelização e da angiogénese na cicatrização de feridas cutâneas.
Como foi usado nos estudos
- Modelo
- Sem células / cultura bacteriana (in vitro)
- Estudado para
- Atividade antibacteriana de largo espectro (Gram-negativas e Gram-positivas) e ligação ao LPS/endotoxina
- Dose
- 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
- Posologia
- Exposição única, ensaios de microdiluição em caldo e de difusão radial
- Via de administração
- in vitro
- Duração
- Incubação padrão de suscetibilidade durante a noite
Efeitos medidos: MIC inferior a 10 microgramas/mL contra os agentes patogénicos listados, mesmo em 100 mM NaCl. A atividade contra MRSA, Proteus mirabilis e Candida albicans perdeu-se a 100 mM NaCl, mas estava presente em meio de baixa salinidade; Burkholderia cepacia foi totalmente resistente. O LL-37 permeabilizou tanto as membranas externas como internas de E. coli ML-35p e ligou-se ao LPS de E. coli O111:B4 com elevada afinidade e cooperatividade positiva (coeficiente de Hill 2,02). Geralmente menos potente do que a protegrina PG-1.
Efeitos secundários: Não aplicável (ensaio sem células/bacteriano); perda de atividade dependente do sal assinalada como limitação
- Modelo
- Cultura celular / levedura (in vitro), 10 estirpes clínicas de Candida auris
- Estudado para
- Atividade antifúngica contra Candida auris multirresistente
- Dose
- In vitro: MIC 25-100 micrograms/mL (about 5.6-22 micromolar); MFC 50-200 micrograms/mL
- Posologia
- Exposição única, microdiluição em caldo; combinações de fármacos testadas na proporção 1:1
- Via de administração
- in vitro
- Duração
- Incubação padrão de suscetibilidade antifúngica
Efeitos medidos: MIC 25-100 microgramas/mL e concentração fungicida 50-200 microgramas/mL nas 10 estirpes. Combinado 1:1 com antifúngicos, deu 70% de sinergia com fluconazol e 100% de sinergia tanto com anfotericina B como com caspofungina, sem antagonismo. A captação de iodeto de propídio e a microscopia eletrónica de varrimento mostraram permeabilização da membrana e rutura da superfície; o LL-37 aumentou a atividade das enzimas antioxidantes (stress oxidativo) e deteve as células na fase S.
Efeitos secundários: Não foi medida citotoxicidade em células de mamífero nem hemólise neste estudo; os autores assinalam isto como uma lacuna que requer trabalho futuro
- Modelo
- Linha de queratinócitos humanos (HaCaT, in vitro) mais feridas excisionais em murganho (ob/ob) in vivo
- Estudado para
- Cicatrização de feridas (migração de queratinócitos e reepitelização)
- Dose
- 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).
- Posologia
- Administração adenoviral única na ferida (in vivo); exposição única ao peptídeo nos ensaios celulares
- Via de administração
- in vitro (células) e transferência adenoviral intradérmica/na ferida (murganhos)
- Duração
- Seguimento da cicatrização de feridas ao longo do período de fecho da ferida excisional
Efeitos medidos: In vitro, o LL-37 ativou a migração dos queratinócitos HaCaT com remodelação da actina, aumentou a fosforilação da tirosina da cinase de adesão focal e da paxilina, induziu os fatores de transcrição Snail/Slug, ativou metaloproteinases da matriz e envolveu a sinalização MAPK e PI3K/Akt (via transativação do EGFR e indução do FPRL-1). In vivo, a transferência adenoviral de LL-37 para feridas excisionais em murganhos ob/ob melhorou significativamente a reepitelização e a formação de tecido de granulação face ao controlo.
Efeitos secundários: Não foram relatados eventos adversos neste estudo
- Modelo
- Murganho (BALB/c macho adulto), feridas cirúrgicas no dorso infetadas com MRSA; 80 murganhos em 8 grupos de 10
- Estudado para
- Cicatrização de feridas infetadas com MRSA e eliminação bacteriana
- Dose
- 1 mg/kg LL-37 (given topically and/or intraperitoneally); teicoplanin comparator at 7 mg/kg
- Posologia
- Tratamento iniciado 24 horas após a infeção
- Via de administração
- tópico e/ou intraperitoneal
- Duração
- 14 dias
Efeitos medidos: As feridas infetadas não tratadas atingiram 7,8 x 10^7 UFC/g. O LL-37 tópico mais intraperitoneal combinado reduziu as contagens para 6,9 x 10^2 UFC/g (significativo face a não tratado e face à via única, p<0,05 a p<0,001), próximo da teicoplanina combinada (3,0 x 10^2 UFC/g). A histologia do grupo de LL-37 combinado mostrou aumento da reepitelização, do tecido de granulação, da organização do colagénio e da angiogénese (expressão de VEGF e densidade de microvasos).
Efeitos secundários: O LL-37 intraperitoneal foi relatado como seguro, sem efeitos secundários tóxicos observados
- Modelo
- Murganho, modelo de sepsis polimicrobiana por ligadura e punção cecal (CLP)
- Estudado para
- Sepsis / imunomodulação (piroptose de macrófagos, citocinas, sobrevivência)
- Dose
- 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).
- Posologia
- Dose intravenosa única administrada imediatamente após a cirurgia de CLP
- Via de administração
- intravenoso
- Duração
- Dose única; sobrevivência seguida até aos 7 dias, amostragem de mediadores/bactérias às 15 horas
Efeitos medidos: A sobrevivência aos 7 dias subiu de 6,7% (controlo CLP) para 36,4% com LL-37 (p<0,05). Às 15 horas, o LL-37 baixou a IL-1beta sérica (230 para 49 pg/mL, p<0,001), a IL-6 sérica (92 para 77 ng/mL, p<0,001) e o TNF-alpha sérico (521 para 308 pg/mL, p<0,05), inibiu a ativação da caspase-1 e a piroptose dos macrófagos peritoneais, e reduziu a carga bacteriana no líquido peritoneal (2,5 para 0,7 x 10^9 UFC/mL, p<0,001) e no sangue (4,2 para 1,8 x 10^5 UFC/mL, p<0,05).
Efeitos secundários: Não foram relatados efeitos adversos neste estudo
- Modelo
- Humano, adultos com úlceras venosas crónicas da perna de difícil cicatrização (n=34); primeiro estudo em humanos Fase I/IIa
- Estudado para
- Cicatrização de úlcera venosa crónica da perna
- Dose
- 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.
- Posologia
- Aplicações duas vezes por semana; 3 semanas de pré-tratamento com placebo, seguidas de 4 semanas de tratamento aleatorizado em dupla ocultação
- Via de administração
- tópico
- Duração
- Fase de tratamento de 4 semanas mais 4 semanas de seguimento
Efeitos medidos: As constantes da taxa de cicatrização foram cerca de 6 vezes (0,5 mg/mL, p=0,003) e 3 vezes (1,6 mg/mL, p=0,088) superiores às do placebo. A área média da úlcera diminuiu 68% (0,5 mg/mL) e 50% (1,6 mg/mL). A concentração mais alta (3,2 mg/mL) não mostrou benefício face ao placebo, consistente com a citotoxicidade do LL-37 em concentrações mais elevadas.
Efeitos secundários: Sem preocupações de segurança quanto a eventos adversos locais ou sistémicos; o tratamento foi seguro e bem tolerado
- Modelo
- Humano, adultos com úlceras venosas da perna de difícil cicatrização (n=148, idade média 67,6 anos, ferida média 11,6 cm2); Fase IIb HEAL, multicêntrico
- Estudado para
- Cicatrização de úlcera venosa crónica da perna (ensaio confirmatório)
- Dose
- Topical LL-37 at 0.5 or 1.6 mg/mL plus compression. Applied wound concentration, not a systemic per-kg dose.
- Posologia
- Tópico, em combinação com terapia de compressão (dupla ocultação, controlado por placebo, três braços)
- Via de administração
- tópico
- Duração
- Período de tratamento e de avaliação da cicatrização do ensaio (conforme protocolo)
Efeitos medidos: Negativo na análise primária: sem melhoria significativa na cicatrização para o LL-37 face ao placebo na população total. Um subgrupo post hoc de úlceras grandes (pelo menos 10 cm2) mostrou melhoria significativa em vários parâmetros de cicatrização inter-relacionados, mas este não era o desfecho pré-especificado e necessita de um ensaio confirmatório com poder estatístico adequado.
Efeitos secundários: O fármaco em estudo foi bem tolerado e seguro tanto a 0,5 como a 1,6 mg/mL
Quão sólidos são os dados
Qualidade mista e, honestamente, a evidência humana de cicatrização de feridas é o ponto fraco. Os dados antimicrobianos in vitro são sólidos e reprodutíveis: o estudo de Turner de 1998 (PMID 9736536) é um artigo metodológico fundacional e muito citado que mostra uma MIC inferior a 10 microgramas/mL contra vários agentes patogénicos, mas também expõe a maior limitação in vitro do LL-37, ou seja, a atividade cai acentuadamente em concentração salina fisiológica (100 mM NaCl) para MRSA, Proteus e Candida. O artigo antifúngico sobre Candida auris (PMID 35205958) é um estudo in vitro de grupo único de um único laboratório, sem controlos de citotoxicidade em células de mamífero, o que os próprios autores assinalam, pelo que as alegações de sinergia e de paragem na fase S são preliminares. Os dados em animais (PMID 34680791 ferida com MRSA; PMID 26746575 sepsis por CLP) são pequenos estudos de experiência única em roedores, com valores de p fortes mas ganhos absolutos de sobrevivência modestos (a sobrevivência na sepsis apenas de 6,7% para 36,4%) e seguimento curto; a dose na sepsis é referida como 2 microgramas por murganho, sem peso corporal indicado, pelo que qualquer valor em mg/kg é uma estimativa, não uma dose por kg publicada. O estudo de feridas de Carretero (PMID 17805349) administrou o LL-37 in vivo por transferência génica adenoviral, não como peptídeo pesado, pelo que não pode de todo ser traduzido numa dose. Para humanos existem dois ensaios controlados aleatorizados e estes discordam: o primeiro estudo em humanos de Fase I/IIa (PMID 25041740, n=34, promotor Pergamum/Promore) foi positivo nas duas concentrações tópicas mais baixas, com uma clara relação dose-resposta em forma de sino (a dose mais alta de 3,2 mg/mL falhou, consistente com autocitotoxicidade), mas o maior ensaio confirmatório de Fase IIb HEAL (PMID 34687253, n=148, mesma linhagem de promotor, nome do fármaco ropocamptida) foi NEGATIVO no seu desfecho primário, com apenas um sinal post hoc no subgrupo de úlceras grandes. Ambos os ensaios humanos foram conduzidos pelo promotor. Em suma: boa evidência de mecanismo antimicrobiano e imunomodulador, mas o benefício clínico na cicatrização de feridas não está comprovado, o único ensaio humano com poder estatístico adequado falhou e toda a dosagem humana é uma concentração tópica na ferida (mg/mL), nunca uma dose sistémica por kg. A segurança ao longo dos estudos foi consistentemente benigna nas doses utilizadas, com a ressalva notável de que o LL-37 é citotóxico para as células de mamífero em concentrações mais elevadas.
Fontes
- 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)
Dados de estudos, apenas para investigação. Não existe protocolo humano estabelecido.