LL-37

W warunkach eksperymentalnych peptyd ten wykazuje zdolność do:

• modulowania procesów zapalnych;
• oddziaływania na błony komórkowe mikroorganizmów;
• aktywacji mechanizmów odpowiedzi immunologicznej.

LL-37 – struktura chemiczna

LL-37 to liniowy, 37-aminokwasowy peptyd kationowy o charakterystycznej strukturze amfipatycznej, umożliwiającej interakcję zarówno z błonami lipidowymi, jak i związkami hydrofilowymi. Powstaje w wyniku proteolitycznego rozszczepienia prekursora – katelicydyny hCAP-18 – przez enzymy obecne w neutrofilach i komórkach nabłonkowych. W zależności od środowiska LL-37 może przyjmować różne konformacje przestrzenne, z których najważniejsze to:

• struktura α-helisy;
• kłębek losowy.

Równowaga pomiędzy tymi formami decyduje o jego aktywności biologicznej, ponieważ umożliwia dostosowanie do różnorodnych warunków fizykochemicznych, takich jak pH czy obecność błon komórkowych.

W środowisku wodnym LL-37 przybiera strukturę helikalną, stabilizującą jego ładunek elektrostatyczny, natomiast w interakcji z błonami mikroorganizmów przechodzi w formę kłębka, co pozwala mu destabilizować dwuwarstwę lipidową. Tę właściwość uznaje się za kluczową dla aktywności przeciwdrobnoustrojowej peptydu.

Badania wykazały, że zmiany w drugorzędowej strukturze LL-37, nawet w pojedynczych pozycjach aminokwasowych, mogą znacząco wpływać na jego właściwości biologiczne – od zdolności do niszczenia bakterii po funkcje immunomodulacyjne. Dzięki temu LL-37 stanowi modelowy przykład naturalnego peptydu, którego struktura determinuje funkcję i selektywność działania.

Zastosowanie jako odczynnik

W laboratoriach LL-37 stosowany jest przede wszystkim jako odczynnik badawczy do analiz z zakresu mikrobiologii, immunologii oraz biologii komórki. Umożliwia badanie mechanizmów odporności wrodzonej, a także interakcji pomiędzy peptydami a błonami komórkowymi bakterii i wirusów. W eksperymentach in vitro LL-37 wykorzystuje się do oceny przepuszczalności błon, aktywacji receptorów błonowych oraz reakcji komórek odpornościowych na bodźce peptydowe.

Związek ten jest także cennym narzędziem do badań nad właściwościami immunomodulacyjnymi. W hodowlach komórkowych LL-37 pozwala analizować różnicowanie monocytów w makrofagi oraz wpływ na ekspresję cytokin pro- i przeciwzapalnych. Obserwacje te mają znaczenie dla zrozumienia mechanizmów regulacji odpowiedzi immunologicznej w środowisku zapalnym. Ponadto LL-37 stosowany jest w badaniach porównawczych z innymi peptydami przeciwdrobnoustrojowymi, takimi jak defensyny, w celu określenia ich synergistycznego działania i selektywności wobec różnych szczepów mikroorganizmów.

LL-37 w badaniach laboratoryjnych

W licznych eksperymentach wykazano, że peptyd ten moduluje odpowiedź immunologiczną w sposób zależny od środowiska – może pobudzać reakcję prozapalną w komórkach spoczynkowych, a jednocześnie ograniczać nadmierną aktywację w stanach przewlekłych. W modelach komórkowych zaobserwowano, że LL-37 reguluje ekspresję cytokin, takich jak IL-1β, IL-12p40 i TGF-β, oraz wpływa na różnicowanie makrofagów w kierunku fenotypu M1.

LL-37 znajduje zastosowanie w:

• badaniach nad odpornością wrodzoną i odpowiedzią zapalną;
• analizach właściwości przeciwdrobnoustrojowych i synergii peptydów;
• eksperymentach nad mechanizmami chemotaksji i komunikacji komórkowej;
• badaniach molekularnych dotyczących ekspresji cytokin i chemokin;
• testach porównawczych dla peptydów rekombinowanych i syntetycznych.