LL-37 est le seul peptide antimicrobien humain et est un peptide de 37 acides aminés dérivé du domaine C-terminal de sa protéine précurseur hCAP-18 (protéine antimicrobienne cationique humaine 18). Il joue un rôle clé dans l’immunité innée et présente une activité antimicrobienne à large spectre contre les bactéries, les champignons et les virus. En plus de sa fonction antimicrobienne, le LL-37 est impliqué dans la régulation immunitaire, la cicatrisation des plaies, l'angiogenèse et la régulation du cancer. Son expression est omniprésente sur les neutrophiles, les cellules épithéliales et les surfaces muqueuses (par exemple le vagin et la peau), où il sert de première ligne de défense contre les agents pathogènes. Notamment, son activité est régulée par le traitement protéolytique (par exemple par les sérine protéases) et par des facteurs environnementaux tels que la vitamine D.
Propriétés structurales et physicochimiques
LL-37, Peptide antimicrobien :
Code à une seule lettre : LLGDFFRKSKEKIGKEFKRIVQRIKDFLRNLVPRTES
Code à trois lettres :
Leu-Leu-Gly-Asp-Phe-Phe-Arg-Lys-Ser-Lys{{9} }Glu-Lys-Ile-Gly-Lys-Glu-Phe-Lys-Arg{{1 8}}Île-Val-Gln-Arg-Île-Lys-Asp-Phe-Leu{-Arg-Asn-Leu-Val-Pro-Arg-Thr-Glu-Ser
Poids moléculaire : 4493,33
Adopte une hélice amphipathique - avec trois domaines :
terminal : médie la chimiotaxie et l'activité hémolytique.
C-terminal : responsable de la perturbation de la membrane et de l'activité antivirale.
Queue C-terminale : facilite la tétramérisation via des interactions avec des biomolécules anioniques.
Stabilité et dynamique de charge
Charge : Net +6 au pH physiologique permet le ciblage électrostatique des membranes microbiennes.
Stabilité thermique : l'auto--assemblage fibrillaire de fragments (par exemple, LL-37(17-29)) résiste à la dégradation à 60-80 degrés.
Résistance aux protéases : l’emballage hydrophobe et les interactions polaires confèrent une résistance partielle aux protéases de l’hôte.
Synthésoeur Rsortie
Synthèse chimique :
La synthèse peptidique en phase solide-(SPPS) est couramment utilisée pour produire du LL-37 et ses fragments (par exemple, LL-37(17–29)).
Avantages : Haute pureté, flexibilité pour les modifications structurelles (par exemple, mutagenèse pour les études fonctionnelles).
Défis : coût élevé pour une production-à grande échelle et problèmes potentiels de mauvais pliage.
Expression recombinante :
Les systèmes procaryotes (par exemple E. coli) sont utilisés pour la production de LL-37, nécessitant une optimisation des codons et des étiquettes de fusion pour éviter la toxicité.
Avantages :-rentable pour la production en masse.
Défis : modifications post-traductionnelles (par exemple, clivage à partir de balises de fusion) et formation potentielle de corps d'inclusion.
Auto-assemblage biomimétique :
Les fragments LL-37 (par exemple, LL-37 (17–29)) s'auto-assemblent en fibrilles fonctionnelles, offrant un échafaudage pour les biomatériaux stables.
Avantages : Améliore l’efficacité et la stabilité antimicrobiennes.
Défis : Maîtriser la dynamique d’assemblage pour une cohérence thérapeutique.
Applications et importance
Thérapie antimicrobienne:
LL-37 réduit efficacement la charge fongique (par exemple, Candida albicans dans la candidose vulvo-vaginale) et les infections bactériennes en perturbant les membranes et en modulant les cytokines (par exemple, en augmentant l'IFN et en réduisant l'IL-10).
Modulation du cancer:
Présente un double rôle : anti-cancer (par exemple, inhiber la prolifération du carcinome hépatocellulaire via la régulation transcriptomique) et pro-effets tumorigènes (par exemple, favoriser le carcinome épidermoïde cutané via la signalisation NF-κB/dbpA) .
Maladies Chroniques:
De faibles taux plasmatiques de LL-37 sont en corrélation avec des exacerbations fréquentes chez les patients atteints de BPCO, soulignant son rôle dans la défense immunitaire et l'interaction de la vitamine D.
Biomatériaux et administration de médicaments :
Les fibrilles LL-37 auto-assemblées présentent un potentiel pour des revêtements antimicrobiens et des supports de médicaments durables en raison de leur stabilité et de leur charge de surface (+25 mV) .
Défis actuels
Double fonctionnalité : les effets pro-/anti-tumoraux dépendants du contexte-compliquent le ciblage thérapeutique.
Limites de la synthèse : les SPPS et les systèmes recombinants ont des problèmes de coût et de rendement.
Immunotoxicité : la suractivation des voies immunitaires (par exemple, dans l'asthme) risque d'entraîner une inflammation indésirable.
Perspectives d'avenir
Ingénierie des peptides : développer des mutants sélectifs du cancer- (par exemple, EGFR-troncations de domaines de liaison).
Systèmes Nanocarrier : Utilisez des fibrilles auto--assemblées pour une libération contrôlée de médicaments.
Essais cliniques : donner la priorité aux études sur l'augmentation de la dose-dans les infections liées aux biofilms-et aux maladies auto-immunes.
LL-37 illustre la convergence de l’immunité innée et de l’innovation thérapeutique. Bien que ses propriétés antimicrobiennes et immunomodulatrices soient prometteuses sur le plan clinique, les défis de synthèse, de sélectivité et de sécurité exigent des solutions interdisciplinaires. Les progrès futurs dépendent de l’optimisation structurelle, de la livraison guidée par des biomarqueurs et de la validation translationnelle.
Références
1. Le peptide antimicrobien humain, LL-37, induit une sensibilité réduite non héréditaire à la vancomycine chez Staphylococcus aureus. Rapports scientifiques (2025).
2. Peptide antimicrobien LL-37, humain. 药智通 (2024).
3. LL-37, peptide antimicrobien, humain. Livre chimique (2024).
4. LL-37 favorise le carcinome épidermoïde cutané via NF-κB/dbpA. Lettres d'oncologie (2016).
5. Dérivés LL-37 avec vancomycine contre S. aureus. J. Antibiotiques (2025).
6. LL-37 éradique les biofilms de S. aureus. PLOS UN (2019).
7. LL-37 dans l'exacerbation de l'asthme. Rapports scientifiques (2017).
8. LL-37 dans l'auto-immunité et les infections virales. Vaccins (2020).
9. Le mécanisme anticancéreux du peptide antimicrobien humain LL-37.Aqeel Ahmad[1], Mohammed Ali Mollah Fawaz[2]. DOI : 10.37881/1.63.
