Forskning i klarspråk

LL-37

Vad det är

LL-37 är den enda mänskliga katelicidin-antimikrobiella peptiden, en katjonisk alfa-helikal peptid med 37 aminosyrarester som frisätts från hCAP-18-prekursorn i neutrofiler, keratinocyter och epitel. Den studeras för direkt bredspektrumavdödning av bakterier och svampar genom membranstörning, för neutralisering av bakteriellt LPS (endotoxin) och dämpning av inflammatoriska cytokiner, samt för att främja återepitelisering och angiogenes vid hudsårsläkning.

Hur det användes i studier

Modell: Cellfri / bakteriekultur (in vitro)
Studerat för: Bredspektrum antibakteriell aktivitet (Gram-negativ och Gram-positiv) samt LPS/endotoxinbindning
Dos: 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: Enstaka exponering, buljongmikrospädning och radiella diffusionsanalyser
Administreringsväg: in vitro
Varaktighet: Standardmässig inkubation över natten för känslighetstestning

Uppmätta effekter: MIC under 10 mikrogram/mL mot de listade patogenerna även i 100 mM NaCl. Aktiviteten mot MRSA, Proteus mirabilis och Candida albicans gick förlorad vid 100 mM NaCl men fanns i lågsaltmedium; Burkholderia cepacia var helt resistent. LL-37 permeabiliserade både yttre och inre membran hos E. coli ML-35p och band E. coli O111:B4 LPS med hög affinitet och positiv kooperativitet (Hill-koefficient 2,02). Generellt mindre potent än protegrin PG-1.

Biverkningar: Ej tillämpligt (cellfri/bakteriell analys); saltberoende förlust av aktivitet noterad som en begränsning

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

Modell: Cellkultur / jäst (in vitro), 10 kliniska stammar av Candida auris
Studerat för: Antisvampaktivitet mot multiresistent Candida auris
Dos: In vitro: MIC 25-100 micrograms/mL (about 5.6-22 micromolar); MFC 50-200 micrograms/mL
Dosering: Enstaka exponering, buljongmikrospädning; läkemedelskombinationer testade i förhållandet 1:1
Administreringsväg: in vitro
Varaktighet: Standardmässig inkubation för antisvampkänslighet

Uppmätta effekter: MIC 25-100 mikrogram/mL och fungicid koncentration 50-200 mikrogram/mL över 10 stammar. Kombinerat 1:1 med antisvampmedel gav 70% synergi med flukonazol och 100% synergi med både amfotericin B och caspofungin, utan antagonism. Propidiumjodidupptag och svepelektronmikroskopi visade membranpermeabilisering och ytstörning; LL-37 höjde aktiviteten av antioxidantenzymer (oxidativ stress) och stoppade celler i S-fas.

Biverkningar: Ingen cytotoxicitet mot däggdjursceller eller hemolys mättes i denna studie; författarna flaggar detta som en lucka som kräver framtida arbete

Källor: 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.

Modell: Mänsklig keratinocytlinje (HaCaT, in vitro) plus excisionssår hos mus (ob/ob) in vivo
Studerat för: Sårläkning (keratinocytmigration och återepitelisering)
Dos: 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: Enstaka adenoviral leverans i såret (in vivo); enstaka peptidexponering för cellanalyser
Administreringsväg: in vitro (celler) och intradermal/i-såret adenoviral överföring (möss)
Varaktighet: Uppföljning av sårläkning över perioden för slutning av excisionssåret

Uppmätta effekter: In vitro aktiverade LL-37 migration av HaCaT-keratinocyter med aktinombyggnad, ökade tyrosinfosforylering av fokal adhesionskinas och paxillin, inducerade transkriptionsfaktorerna Snail/Slug, aktiverade matrismetalloproteinaser och engagerade MAPK- och PI3K/Akt-signalering (via EGFR-transaktivering och FPRL-1-induktion). In vivo förbättrade adenoviral LL-37-överföring till excisionssår hos ob/ob-möss signifikant återepitelisering och bildning av granulationsvävnad jämfört med kontroll.

Biverkningar: Inga biverkningar rapporterades i denna studie

Källor: 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.

Modell: Mus (vuxen hane BALB/c), MRSA-infekterade kirurgiska ryggsår; 80 möss i 8 grupper om 10
Studerat för: Läkning av MRSA-infekterade sår och bakteriell rensning
Dos: 1 mg/kg LL-37 (given topically and/or intraperitoneally); teicoplanin comparator at 7 mg/kg
Dosering: Behandling påbörjades 24 timmar efter infektion
Administreringsväg: topikal och/eller intraperitoneal
Varaktighet: 14 dagar

Uppmätta effekter: Obehandlade infekterade sår nådde 7,8 x 10^7 CFU/g. Kombinerad topikal plus intraperitoneal LL-37 minskade antalet till 6,9 x 10^2 CFU/g (signifikant jämfört med obehandlade och med en enda administreringsväg, p<0,05 till p<0,001), nära teikoplanin i kombination (3,0 x 10^2 CFU/g). Histologi av gruppen med kombinerad LL-37 visade ökad återepitelisering, granulationsvävnad, kollagenorganisation och angiogenes (VEGF-uttryck och mikrokärldensitet). Intraperitoneal LL-37 rapporterades som säker utan observerade toxiska biverkningar

Biverkningar: Intraperitoneal LL-37 rapporterades som säker utan observerade toxiska biverkningar

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

Modell: Mus, polymikrobiell sepsismodell med cekal ligering och punktion (CLP)
Studerat för: Sepsis / immunmodulering (makrofagpyroptos, cytokiner, överlevnad)
Dos: 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: Enstaka intravenös dos given omedelbart efter CLP-operation
Administreringsväg: intravenös
Varaktighet: Enstaka dos; överlevnad följd till 7 dagar, provtagning av mediatorer/bakterier vid 15 timmar

Uppmätta effekter: 7-dagarsöverlevnaden steg från 6,7% (CLP-kontroll) till 36,4% med LL-37 (p<0,05). Vid 15 timmar sänkte LL-37 serum-IL-1beta (230 till 49 pg/mL, p<0,001), serum-IL-6 (92 till 77 ng/mL, p<0,001) och serum-TNF-alpha (521 till 308 pg/mL, p<0,05), hämmade caspas-1-aktivering och pyroptos i peritoneala makrofager, samt minskade bakteriebördan i peritonealvätska (2,5 till 0,7 x 10^9 CFU/mL, p<0,001) och blod (4,2 till 1,8 x 10^5 CFU/mL, p<0,05).

Biverkningar: Inga biverkningar rapporterades i denna studie

Källor: 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.

Modell: Människa, vuxna med svårläkta kroniska venösa bensår (n=34); första studien på människa, fas I/IIa
Studerat för: Läkning av kroniska venösa bensår
Dos: 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: Applicering två gånger per vecka; 3 veckors placeboinkörning och därefter 4 veckors randomiserad dubbelblind behandling
Administreringsväg: topikal
Varaktighet: 4 veckors behandlingsfas plus 4 veckors uppföljning

Uppmätta effekter: Läkningshastighetskonstanterna var cirka 6 gånger (0,5 mg/mL, p=0,003) och 3 gånger (1,6 mg/mL, p=0,088) högre än placebo. Den genomsnittliga sårarean minskade med 68% (0,5 mg/mL) och 50% (1,6 mg/mL). Den högsta koncentrationen (3,2 mg/mL) visade ingen fördel jämfört med placebo, förenligt med LL-37-cytotoxicitet vid högre koncentrationer.

Biverkningar: Inga säkerhetsproblem för lokala eller systemiska biverkningar; behandlingen var säker och vältolererad

Källor: 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.

Modell: Människa, vuxna med svårläkta venösa bensår (n=148, medelålder 67,6 år, medelsår 11,6 cm2); fas IIb HEAL, multicenter
Studerat för: Läkning av kroniska venösa bensår (bekräftande studie)
Dos: Topical LL-37 at 0.5 or 1.6 mg/mL plus compression. Applied wound concentration, not a systemic per-kg dose.
Dosering: Topikalt, i kombination med kompressionsbehandling (dubbelblind, placebokontrollerad, tre armar)
Administreringsväg: topikal
Varaktighet: Behandlings- och läkningsbedömningsperiod enligt studieprotokoll

Uppmätta effekter: Negativ i den primära analysen: ingen signifikant förbättring av läkning för LL-37 jämfört med placebo i hela populationen. En post hoc-undergrupp med stora sår (minst 10 cm2) visade signifikant förbättring av flera sammanhängande läkningsparametrar, men detta var inte den fördefinierade effektvariabeln och kräver en statistiskt drivet bekräftande studie.

Biverkningar: Studieläkemedlet var vältolererat och säkert vid både 0,5 och 1,6 mg/mL

Källor: 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.

Hur solida data är

Blandad kvalitet, och ärligt talat är det mänskliga sårläkningsbeviset den svaga punkten. De antimikrobiella in vitro-data är gedigna och reproducerbara: Turner 1998-studien (PMID 9736536) är en grundläggande, välciterad metodartikel som visar MIC under 10 mikrogram/mL mot flera patogener, men den blottlägger också LL-37:s största in vitro-förbehåll, att aktiviteten sjunker kraftigt vid fysiologiskt salt (100 mM NaCl) för MRSA, Proteus och Candida. Antisvampartikeln om Candida auris (PMID 35205958) är en in vitro-studie med en enda grupp från ett laboratorium utan cytotoxicitetskontroller för däggdjursceller, vilket författarna själva flaggar för, så påståendena om synergi och S-fasarrest är preliminära. Djurdata (PMID 34680791 MRSA-sår; PMID 26746575 CLP-sepsis) är små gnagarstudier med ett enda experiment, med starka p-värden men blygsamma absoluta överlevnadsvinster (sepsisöverlevnad endast 6,7% till 36,4%) och kort uppföljning; sepsisdosen rapporteras som 2 mikrogram per mus utan angiven kroppsvikt, så varje mg/kg-värde är en uppskattning, inte en publicerad dos per kg. Carretero-sårstudien (PMID 17805349) levererade LL-37 in vivo genom adenoviral genöverföring, inte som en vägd peptid, så den kan inte alls översättas till en dos. För människor finns två randomiserade kontrollerade studier och de motsäger varandra: den första studien på människa, fas I/IIa (PMID 25041740, n=34, sponsor Pergamum/Promore), var positiv vid de två lägre topikala koncentrationerna med ett tydligt klockformat dos-respons-samband (den högsta dosen på 3,2 mg/mL misslyckades, förenligt med självcytotoxicitet), men den större bekräftande fas IIb HEAL-studien (PMID 34687253, n=148, samma sponsorlinje, läkemedelsnamn ropocamptide) var NEGATIV på sin primära effektvariabel, med endast en post hoc-signal i undergruppen med stora sår. Båda studierna på människa var sponsordrivna. Sammanfattning: gott bevis för antimikrobiell och immunmodulerande mekanism, men den kliniska sårläkningsnyttan är obevisad, den enda adekvat statistiskt drivna studien på människa misslyckades, och all dosering hos människa är en topikal sårkoncentration (mg/mL), aldrig en systemisk dos per kg. Säkerheten var genomgående godartad vid de använda doserna i studierna, med det anmärkningsvärda förbehållet att LL-37 är cytotoxiskt mot däggdjursceller vid högre koncentrationer.

Källor

Studiedata, endast för forskning. Inget etablerat humanprotokoll.