LL-37 (Cathelicidin)

1. Resumen

LL-37 es el único péptido antimicrobiano derivado de catelicidina identificado en humanos. Es un péptido de 37 aminoácidos, anfipático y de hélice alfa con actividad antimicrobiana de amplio espectro contra bacterias Gram-positivas y Gram-negativas, hongos y virus envueltos [1][29]. Más allá de sus propiedades microbicidas directas, LL-37 funciona como un potente inmunomodulador, influyendo en la quimiotaxis, la producción de citoquinas, la maduración de las células dendríticas y la cicatrización de heridas [7][22].

El nombre "LL-37" deriva de sus dos residuos de leucina N-terminales y su longitud de 37 residuos. Su secuencia primaria es LLGDFFRKSKEKIGKEFKRIVQRIKDFLRNLVPRTES, que porta una carga neta positiva de +6 a pH fisiológico. Este carácter catiónico impulsa interacciones electrostáticas con las membranas microbianas cargadas negativamente, lo que forma la base de su mecanismo antimicrobiano [26].

LL-37 se escinde proteolíticamente del dominio C-terminal de la proteína precursora hCAP-18 (proteína antimicrobiana catiónica humana 18) de 18 kDa, codificada por el gen CAMP en el cromosoma 3p21.31 [1]. En los neutrófilos, hCAP-18 se almacena en gránulos específicos (secundarios) y se libera tras la degranulación, después de lo cual la escisión extracelular por la proteinasa 3 genera el péptido maduro LL-37. En la piel, el procesamiento es mediado por la calicreína 5 (KLK5) y la calicreína 7 (KLK7) [4].

Un descubrimiento histórico estableció que la expresión de LL-37 está regulada directamente por la vitamina D a través de un elemento de respuesta a la vitamina D (VDRE) en el promotor del gen CAMP [2]. Esta conexión tiene profundas implicaciones para la comprensión de la relación entre el estado de la vitamina D y la defensa inmunitaria innata, particularmente contra la tuberculosis y las infecciones respiratorias.

Molecular Weight

4493.33 Da

Sequence

LLGDFFRKSKEKIGKEFKRIVQRIKDFLRNLVPRTES (37 amino acids)

Net Charge

+6 at physiological pH

Structure

Amphipathic alpha-helix

Precursor

hCAP-18 (human cationic antimicrobial protein 18, 170 amino acids)

Gene

CAMP (chromosome 3p21.31)

Processing Enzyme

Proteinase 3 (neutrophils); KLK5/KLK7 (skin)

Expression

Neutrophils, epithelial cells, macrophages, mast cells; induced by vitamin D

Routes Studied

Topical, intratumoral injection, intravenous (preclinical)

Regulatory Status

Investigational; Phase I/II clinical trials completed

2. Mecanismo de Acción

2.1 Actividad Antimicrobiana

LL-37 ejerce actividad antimicrobiana a través de la disrupción de membranas mediante dos mecanismos principales [26]:

Modelo de alfombra. En las superficies de las membranas bacterianas, las moléculas de LL-37 se acumulan en orientación paralela sobre la bicapa lipídica cargada negativamente de forma similar a una alfombra. Por encima de una concentración umbral, las moléculas de péptido acumuladas causan la desintegración de la membrana a través de un mecanismo similar a un detergente.

Formación de poros toroidales. LL-37 se oligomeriza y forma poros transmembrana en las bicapas lipídicas. Estudios de crio-microscopía electrónica y cristalografía de rayos X han confirmado la oligomerización y la formación de canales en entornos que imitan membranas [26]. La selectividad por las membranas microbianas sobre las mamíferas surge de la composición lipídica diferencial: las membranas bacterianas están enriquecidas en fosfolípidos cargados negativamente (fosfatidilglicerol, cardiolipina), mientras que las membranas de las células mamíferas contienen predominantemente fosfatidilcolina y colesterol zwitteriónicos.

La investigación ha documentado la eficacia antimicrobiana contra más de 38 especies bacterianas, 16 especies fúngicas y 16 virus, lo que convierte a LL-37 en uno de los agentes antimicrobianos naturales de espectro más amplio conocidos.

2.2 Inmunomodulación

LL-37 funciona como un inmunomodulador multifacético con propiedades tanto proinflamatorias como antiinflamatorias, dependiendo del contexto:

Quimiotaxis. LL-37 recluta neutrófilos, monocitos, células T y mastocitos a través del receptor de péptidos formilo similar a 1 (FPRL1/FPR2), promoviendo la acumulación de células inmunitarias innatas en los sitios de infección [6].

Actividad antiendotoxina. LL-37 se une directamente y neutraliza el lipopolisacárido (LPS) bacteriano, reduciendo la señalización proinflamatoria mediante la inhibición de la activación de la vía del receptor tipo Toll 4 (TLR4). Esta propiedad se ha explotado en la investigación preclínica de sepsis [14][15][16].

Modulación de TLR. LL-37 modula la señalización inmunitaria innata a través de múltiples vías de TLR. Inhibe las respuestas proinflamatorias mediadas por TLR, en parte mediante la inhibición de la fosforilación de la quinasa MAP p38, al tiempo que potencia ciertas respuestas antivirales de TLR.

Modulación de citoquinas. LL-37 ejerce efectos dependientes del contexto en la producción de citoquinas, modulando IL-1β, TNF-α, IL-6, IL-8 e IL-10 de manera que depende del entorno inflamatorio y del tipo celular.

Maduración de células dendríticas. LL-37 promueve la diferenciación de monocitos en células dendríticas, uniendo la inmunidad innata y adaptativa. Esta propiedad es particularmente relevante para sus efectos inmunitarios antitumorales [3].

2.3 Eje Vitamina D-Catelicidina

El descubrimiento de que la vitamina D regula directamente la expresión de LL-37 representa uno de los avances más significativos en la investigación de la inmunidad innata [2]. Liu et al. (2006) demostraron en un artículo histórico en Science que la activación de TLR2/1 de macrófagos humanos regula al alza el receptor de vitamina D (VDR) y la CYP27B1 (la enzima que convierte la 25-hidroxivitamina D en 1,25-dihidroxivitamina D activa), lo que conduce a la inducción de catelicidina y a la eliminación de Mycobacterium tuberculosis intracelular [2]. Críticamente, los sueros de individuos con niveles bajos de 25(OH)D fueron ineficientes para apoyar esta respuesta antimicrobiana, proporcionando una explicación molecular para la asociación observada durante mucho tiempo entre la deficiencia de vitamina D y la susceptibilidad a la tuberculosis.

Trabajos posteriores confirmaron que 200 μg/mL de LL-37 redujeron el crecimiento de M. tuberculosis en cultivo en un 75,7% [23]. Este eje vitamina D-catelicidina ha estimulado una extensa investigación sobre la suplementación con vitamina D como estrategia para mejorar la defensa inmunitaria innata contra enfermedades infecciosas.

3. Aplicaciones Investigadas

Cicatrización de Heridas (Evidencia Clínica)

La aplicación clínica más avanzada de LL-37 es en la cicatrización de heridas crónicas. LL-37 promueve la reparación de heridas a través de la estimulación de la angiogénesis, la migración de queratinocitos y la proliferación epitelial.

En el ensayo clínico pivotal Fase I/IIa aleatorizado y controlado, Grönberg et al. (2014) evaluaron LL-37 tópico en 34 pacientes con úlceras venosas crónicas en las piernas [7]. Los pacientes recibieron LL-37 a concentraciones de 0,5, 1,6 o 3,2 mg/mL aplicadas dos veces por semana durante 4 semanas. Las constantes de velocidad de cicatrización para los grupos de 0,5 mg/mL y 1,6 mg/mL fueron aproximadamente 6 y 3 veces mayores que las del placebo, respectivamente (p=0,003 para 0,5 mg/mL). El área media de la úlcera disminuyó un 68% con 0,5 mg/mL de LL-37 y un 50% con 1,6 mg/mL. Notablemente, no se observó ningún efecto a la concentración más alta (3,2 mg/mL), lo que sugiere una relación dosis-respuesta invertida. No se identificaron problemas de seguridad.

Un ensayo multicéntrico de Fase IIb posterior (Grönberg et al., 2022) incluyó a 148 pacientes con úlceras venosas en las piernas de difícil cicatrización y confirmó la mejora de la cicatrización de heridas demostrada en el ensayo anterior [8].

En úlceras de pie diabético, Arini et al. (2023) realizaron un ensayo aleatorizado doble ciego en 25 pacientes [9]. La crema de LL-37 aplicada dos veces por semana durante 4 semanas produjo consistentemente una mayor formación de tejido de granulación que el placebo en todos los puntos de tiempo medidos (días 7, 14, 21 y 28; valores p entre 0,006 y 0,037).

Estudios preclínicos han demostrado además que el LL-37 encapsulado en hidrogel de quitosano redujo significativamente el área de úlceras por presión en ratones, con un aumento del grosor epitelial y la densidad capilar [22].

Disrupción de Biofilms (Fuerte Evidencia Preclínica)

Una de las propiedades más notables de LL-37 es su capacidad para prevenir y disrumpir biofilms bacterianos a concentraciones muy inferiores a las necesarias para la eliminación de células planctónicas.

Overhage et al. (2008) demostraron que LL-37 inhibía la formación de biofilms de Pseudomonas aeruginosa a solo 0,5 μg/mL, más de 100 veces por debajo de su concentración inhibitoria mínima de 64 μg/mL [5]. A estas concentraciones subinhibitorias, LL-37 afectaba la motilidad de reptación, la expresión de genes de quorum sensing y la adhesión bacteriana inicial, interrumpiendo las etapas más tempranas del desarrollo del biofilm.

Koppen et al. (2019) demostraron que LL-37 lograba una reducción superior a 4 logaritmos en los recuentos de colonias de biofilms de Staphylococcus aureus, con una reducción superior a 3 logaritmos en tan solo 5 minutos de tratamiento [19]. Dean et al. (2011) identificaron los fragmentos LL7-37 y LL-31 como los que tenían la actividad anti-biofilm más potente a concentraciones sub-MIC contra P. aeruginosa [20].

Esta actividad de disrupción de biofilms es particularmente relevante clínicamente dado que las infecciones asociadas a biofilms representan un estimado del 65-80% de todas las infecciones bacterianas y son notoriamente resistentes a los antibióticos convencionales.

Actividad Antiinfecciosa (Amplia Evidencia Preclínica)

Infecciones bacterianas. LL-37 demuestra actividad contra patógenos tanto extracelulares como intracelulares. Noore et al. (2013) demostraron que LL-37 mataba tanto S. aureus planctónico como intracelular dentro de queratinocitos humanos [10], demostrando capacidad antimicrobiana penetrante en células. Bals et al. (1998) establecieron que LL-37 se expresa en las células epiteliales de las vías respiratorias, donde proporciona una amplia actividad antimicrobiana en la superficie de las vías respiratorias [29]. Majewski et al. (2019) encontraron que los niveles séricos de LL-37 estaban significativamente elevados en pacientes con neumonía con infecciones Gram-positivas, pero reducidos en aquellos con bacterias Gram-negativas oportunistas, lo que sugiere una defensa innata alterada en este último grupo [25].

Actividad antiviral (incluido SARS-CoV-2). Wang et al. (2021) demostraron que LL-37 se une al dominio de unión al receptor de la proteína espiga de SARS-CoV-2 con una constante de disociación (Kd) de 11,2 nM e inhibió la infección por pseudoviriones con una IC50 de 4,74 μg/mL [11]. LL-37 también se unió a ACE2 (Kd = 25,5 nM), recubriendo eficazmente el receptor de entrada viral. La administración intranasal en ratones disminuyó la infección por pseudoviriones en los pulmones. Se ha informado una correlación inversa entre los niveles de LL-37 y la gravedad de COVID-19 [12], y se ha demostrado que la niacinamida mejora la actividad antiviral de LL-37 a través de la potenciación hidrotropa de la biodisponibilidad del péptido [13].

Actividad antifúngica. LL-37 y sus análogos demuestran actividad contra especies de Candida y otros hongos patógenos [27].

Sepsis (Evidencia Preclínica)

LL-37 ha mostrado un beneficio constante en múltiples modelos preclínicos de sepsis. Torossian et al. (2007) demostraron que la administración intravenosa de LL-37 mejoró significativamente la supervivencia en tres modelos de sepsis en ratas: inyección de LPS, desafío intravenoso con E. coli y ligadura y punción cecal [14]. El mecanismo implica una combinación de actividad bactericida directa, neutralización de LPS e inmunomodulación.

Nagaoka et al. (2020) demostraron que LL-37 suprimía la piroptosis de macrófagos, mejoraba la liberación de trampas extracelulares de neutrófilos (NET) y exhibía actividades bactericidas directas y de neutralización de LPS en un modelo murino de sepsis [15]. Kumagai et al. (2020) identificaron un nuevo mecanismo por el cual LL-37 mejoró la supervivencia a través de la inducción de la liberación de microvesículas de los neutrófilos [16]. Hu et al. (2024) demostraron que CRAMP (el homólogo murino de LL-37) a dosis de 2,5-5,0 mg/kg redujo la lesión pulmonar aguda inducida por sepsis al suprimir la piroptosis de las células epiteliales alveolares [17].

Inmunoterapia contra el Cáncer (Evidencia Emergente)

El papel de LL-37 en el cáncer es complejo y depende del tejido, con efectos antitumorales y antitumorales documentados:

Efectos antitumorales. Un ensayo clínico de Fase I (NCT02225366) en el MD Anderson Cancer Center evaluó inyecciones intratumorales de LL-37 en pacientes con melanoma con metástasis cutáneas. Las inyecciones semanales durante hasta 8 semanas demostraron potencia antitumoral a través de la activación de células dendríticas plasmocitoides y respuestas inmunitarias mediadas por TLR9. En cánceres gástricos y de colon, se ha demostrado que LL-37 aumenta los niveles nucleares de AIF y EndoG, induciendo apoptosis independiente de caspasas [30].

Efectos antitumorales. En el cáncer de ovario, Coffelt et al. (2009) demostraron que la sobreexpresión de LL-37 promovía el reclutamiento de células madre mesenquimales al estroma tumoral, mejorando el enraizamiento y la metástasis tumoral [6]. Cheng et al. (2019) demostraron que LL-37 derivado de células mieloides promueve el crecimiento del cáncer de pulmón a través de la activación de la señalización Wnt/β-catenina [21].

La naturaleza específica del tejido de estos efectos —antitumoral en cánceres de melanoma, gástrico y de colon; pro-tumoral en cánceres de ovario, mama y pulmón— subraya la importancia del contexto en la evaluación del potencial terapéutico de LL-37 en oncología.

Enfermedades de la Piel (Perspectivas Mecanicistas)

Psoriasis. En un artículo histórico de 2007 en Nature, Lande et al. demostraron que LL-37 convierte el ADN propio inerte en un potente desencadenante de la producción de interferón [3]. LL-37 forma complejos condensados con ADN propio que se entregan a compartimentos endosómicos tempranos en células dendríticas plasmocitoides, activando TLR9 y rompiendo la tolerancia innata al ADN propio. Este mecanismo impulsa la respuesta de interferón tipo I característica de la inflamación psoriásica. Ganguly et al. (2009) ampliaron este hallazgo al ARN propio, demostrando que los complejos LL-37/ARN activan las células dendríticas a través de TLR7 y TLR8 [24].

Rosácea. Yamasaki et al. (2007) establecieron que los pacientes con rosácea expresan niveles anormalmente altos de catelicidina [4]. El procesamiento aberrante por la calicreína 5 (KLK5) genera fragmentos de péptidos distintos del LL-37 normal que desencadenan inflamación, eritema y telangiectasia. La inyección de estos fragmentos anormales en la piel de ratón reprodujo cambios similares a la rosácea. Este descubrimiento proporcionó una base molecular para la eficacia del ácido azelaico en el tratamiento de la rosácea, ya que inhibe la actividad de KLK5 y el procesamiento de catelicidina.

Enfermedad Inflamatoria Intestinal (Evidencia Observacional)

Kusaka et al. (2018) demostraron que el ARNm de LL-37 aumentó significativamente en la mucosa inflamada de pacientes con colitis ulcerosa [18]. El doble papel del péptido —defensa antimicrobiana en las superficies mucosas frente a la posible amplificación proinflamatoria a través de la formación de complejos LL-37/ADN que activan TLR9— destaca su compleja biología en el tracto gastrointestinal. Los niveles séricos de catelicidina se han correlacionado inversamente con la actividad de la enfermedad de EII, lo que sugiere un papel protector cuando están presentes sistémicamente.

4. Resumen de Evidencia Clínica

5. Dosis en Investigación

LL-37 ha sido investigado a través de múltiples vías de administración, con dosis que varían sustancialmente según la indicación y el diseño del estudio. Los datos de dosificación más sólidos provienen de los ensayos clínicos de cicatrización de heridas.

Para úlceras venosas en las piernas, el ensayo Fase I/IIa estableció una concentración tópica óptima de 0,5-1,6 mg/mL aplicada dos veces por semana [7]. Paradójicamente, la concentración más alta probada (3,2 mg/mL) no mostró ningún beneficio, lo que concuerda con la citotoxicidad conocida de LL-37 para las células mamíferas a concentraciones más altas.

En modelos preclínicos de sepsis, las dosis intravenosas efectivas oscilaron entre 2,5 y 5,0 mg/kg en ratones [17].

6. Farmacocinética

Administración Tópica (Cicatrización de Heridas)

La farmacocinética de LL-37 tras la aplicación tópica en heridas crónicas difiere sustancialmente de la administración sistémica:

• Biodisponibilidad local: El LL-37 aplicado tópicamente permanece predominantemente en el lecho de la herida. La penetración en la piel intacta es mínima debido al tamaño (4,5 kDa) y la carga (+6) del péptido, pero la absorción a través del epitelio dañado en úlceras crónicas se ve potenciada.
• Vida media en tejido local: Estimada en 4-8 horas en el fluido de la herida, dependiendo de la actividad proteolítica. LL-37 es susceptible a la degradación por proteasas de la herida, incluidas elastasa, catepsina D y metaloproteinasas de matriz (MMP), que están elevadas en el fluido de heridas crónicas.
• Absorción sistémica: Despreciable de la aplicación tópica en heridas a concentraciones clínicas (0,5-3,2 mg/mL). No se observaron cambios medibles en los niveles plasmáticos de LL-37 en el ensayo Fase I/IIa [7].
• Unión a proteínas en el fluido de la herida: LL-37 se une extensamente a proteínas del fluido de la herida, glicosaminoglicanos y ADN extracelular, lo que puede reducir la concentración de péptido libre pero también puede servir como reservorio de liberación lenta.

Farmacocinética de LL-37 Endógeno

• Concentraciones plasmáticas: Los niveles basales normales de LL-37 en plasma en adultos sanos oscilan entre 0,5 y 3,0 mcg/mL, con niveles más altos en infecciones activas (hasta 15-20 mcg/mL en pacientes con neumonía) [25]
• Liberación de neutrófilos: Tras la degranulación, los neutrófilos individuales liberan aproximadamente 35-62 pg de hCAP-18/LL-37. En sitios de inflamación aguda, las concentraciones locales pueden alcanzar 5-100 mcg/mL.
• Unión a proteínas: Ampliamente unido a lipoproteínas plasmáticas, en particular a la apolipoproteína A-I en partículas de HDL, y a la albúmina. La unión a proteínas reduce la actividad antimicrobiana pero extiende la vida media circulante y reduce la citotoxicidad sistémica.
• Metabolismo: Degradado proteolíticamente por proteasas séricas. En la piel, KLK5 y KLK7 procesan hCAP-18 en LL-37 y fragmentos adicionales. En los neutrófilos, la proteinasa 3 es la enzima de procesamiento principal [1][4].

Intravenosa/Sistémica (Preclínica)

• Vida media: Estimada en 15-30 minutos en modelos murinos debido a la rápida degradación proteolítica y al aclaramiento renal.
• Volumen de distribución: Ampliamente distribuido a tejidos con alta demanda antimicrobiana (pulmón, piel, tracto gastrointestinal).
• Aclaramiento renal: Los fragmentos de péptidos se eliminan por vía renal; el péptido intacto de 37 residuos se proteoliza rápidamente.

7. Relaciones Dosis-Respuesta

Cicatrización de Heridas (Tópica)

La dosis-respuesta de cicatrización de heridas para LL-37 sigue una curva en forma de U invertida, un hallazgo característico del programa de ensayos clínicos:

• 0,5 mg/mL: Concentración óptima; constante de velocidad de cicatrización aproximadamente 6 veces mayor que el placebo (p=0,003). El área media de la úlcera disminuyó un 68% en 4 semanas [7].
• 1,6 mg/mL: Eficacia intermedia; constante de velocidad de cicatrización aproximadamente 3 veces mayor que el placebo. El área media de la úlcera disminuyó un 50% [7].
• 3,2 mg/mL: Sin beneficio significativo de cicatrización sobre el placebo, lo que concuerda con los efectos citotóxicos a concentraciones más altas [7].
• Explicación biológica: A concentraciones más bajas, LL-37 promueve la migración de queratinocitos, la angiogénesis y la proliferación epitelial. A concentraciones más altas, la citotoxicidad para las células huésped (umbral aproximado de 1-10 mcM o 4,5-45 mcg/mL) contrarresta los efectos pro-cicatrizantes.

Actividad Antimicrobiana (In Vitro)

• Prevención de biofilms (P. aeruginosa): Eficaz a 0,5 mcg/mL, que es más de 100 veces inferior a la CIM de 64 mcg/mL [5].
• Eliminación de células planctónicas: Los valores de CIM oscilan entre 2 y 64 mcg/mL según la especie: S. aureus 8-32 mcg/mL; E. coli 2-8 mcg/mL; P. aeruginosa 32-64 mcg/mL; C. albicans 8-16 mcg/mL.
• Erradicación de biofilms (S. aureus): Reducción superior a 4 logaritmos a concentraciones superiores a la CIM, con una reducción superior a 3 logaritmos en tan solo 5 minutos [19].
• Actividad antiviral (SARS-CoV-2): IC50 de 4,74 mcg/mL para la inhibición de pseudoviriones; Kd de 11,2 nM para la unión a la RBD de la proteína espiga [11].

Umbral de Citotoxicidad

• Toxicidad para células mamíferas: Inicio a aproximadamente 1-10 mcM (4,5-45 mcg/mL), dependiendo del tipo celular.
• Hemólisis: 3-5% a concentraciones terapéuticas; hemólisis significativa (más del 50%) a concentraciones superiores a 50 mcg/mL.
• Índice terapéutico: Ventana de aproximadamente 5-10 veces entre las concentraciones antimicrobianas efectivas y la citotoxicidad de las células huésped para la mayoría de los objetivos bacterianos, pero más estrecha para organismos con CIM más altas (por ejemplo, P. aeruginosa).

8. Eficacia Comparativa

LL-37 vs. SAAP-148 (Derivado Avanzado)

SAAP-148 es un derivado sintético de LL-37 diseñado para una mayor potencia antimicrobiana y estabilidad frente a proteasas:

• Potencia antimicrobiana: SAAP-148 demuestra CIM 4-16 veces más bajas que el LL-37 nativo contra la mayoría de los patógenos probados, incluidos MRSA, VRE y bacterias Gram-negativas multirresistentes.
• Estabilidad frente a proteasas: SAAP-148 conserva la actividad antimicrobiana en presencia de plasma humano (50%), mientras que LL-37 pierde la mayor parte de su actividad en 1-2 horas debido a la degradación proteolítica.
• Compensación de citotoxicidad: SAAP-148 muestra una citotoxicidad significativa para las células huésped (viabilidad celular aproximadamente 14,9% a 25 mcM), sustancialmente peor que el LL-37 nativo [28].
• Análogos optimizados: SAAP-4 y SAAP-7 logran índices de selectividad mejorados. SAAP-7 mantiene una viabilidad celular del 98,2% a 25 mcM mientras conserva una actividad antimicrobiana mejorada [28].
• Estado clínico: SAAP-148 está en desarrollo preclínico; no se han completado ensayos clínicos.

LL-37 vs. Cerageninas (Mímicos Lipídicos Sintéticos)

Las cerageninas (antimicrobianos esteroides catiónicos, CSAs) son compuestos anfífilos no peptídicos inspirados en el mecanismo de LL-37:

• Resistencia a proteasas: Las cerageninas son completamente resistentes a la degradación proteolítica, una ventaja importante sobre LL-37.
• Costo de producción: Menor costo de síntesis en comparación con la síntesis de péptidos de 37 residuos.
• Espectro antimicrobiano: Actividad de amplio espectro comparable a LL-37, incluida la disrupción de biofilms.
• Inmunomodulación: Las cerageninas carecen de las actividades inmunomoduladoras y promotoras de la cicatrización de heridas de LL-37 (quimiotaxis, maduración de DC, modulación de citoquinas), ya que estas funciones dependen de interacciones péptido-receptor específicas (FPRL1/FPR2).
• Desarrollo clínico: CSA-13 y CSA-131 son las cerageninas más avanzadas; solo preclínicas.

LL-37 vs. Antibióticos Convencionales (Contexto de Biofilm)

• Actividad anti-biofilm a sub-MIC: LL-37 previene la formación de biofilms a 0,5 mcg/mL (1/128 de la CIM), una propiedad que no comparten ninguna clase de antibióticos convencionales.
• Penetración de biofilms: LL-37 mata bacterias de biofilms de S. aureus establecidas en 5 minutos, mientras que la vancomicina requiere días para lograr reducciones comparables y a menudo no logra erradicar el biofilm.
• Desarrollo de resistencia: No se ha documentado resistencia bacteriana a LL-37 a través de experimentos de pases seriados (más de 30 pases), en comparación con la rápida aparición de resistencia con antibióticos convencionales.
• Sinergias: LL-37 es sinérgico con rifampicina, colistina y azitromicina contra infecciones asociadas a biofilms.

LL-37 vs. Pexiganan (Derivado de Magainina)

Pexiganan (MSI-78) es un análogo sintético de magainina-2, un péptido antimicrobiano derivado de rana que llegó a ensayos de Fase III para infecciones de pie diabético:

• Evidencia clínica: Pexiganan mostró no inferioridad a ofloxacina oral en Fase III, pero no fue aprobado por la FDA (dos veces rechazado, 1999 y 2017). LL-37 tiene datos de Fase IIb en cicatrización de heridas con resultados positivos [7][8].
• Mecanismo: Ambos son péptidos catiónicos que disrumpen membranas; LL-37 tiene actividades inmunomoduladoras y promotoras de la cicatrización de heridas adicionales que pexiganan carece.
• Nicho terapéutico: La doble actividad antimicrobiana/cicatrización de heridas de LL-37 lo posiciona de manera única para el manejo de heridas crónicas.

9. Seguridad y Efectos Secundarios

Umbral de citotoxicidad. LL-37 se vuelve citotóxico para las células mamíferas a concentraciones de aproximadamente 1-10 mcM (4,5-45 mcg/mL). El umbral específico varía según el tipo celular:

• Queratinocitos: aproximadamente 10 mcM (relativamente resistentes)
• PBMCs: aproximadamente 5-10 mcM
• Células endoteliales: aproximadamente 5 mcM
• Eritrocitos: hemólisis significativa por encima de 10-15 mcM Esta estrecha ventana terapéutica entre la eficacia antimicrobiana y la toxicidad de las células huésped es una consideración clave en el desarrollo terapéutico.

Hemólisis. A dosis terapéuticas, LL-37 produce una hemólisis mínima (3-5% de lisis de eritrocitos no infectados in vitro a concentraciones de hasta 25 mcg/mL). A 50 mcg/mL, la hemólisis aumenta a 15-25%. A 100 mcg/mL, la hemólisis supera el 50%. In vivo, los efectos citotóxicos en la circulación se ven parcialmente mitigados por la unión a proteínas plasmáticas, incluida la apolipoproteína A-I y la albúmina, aunque esta unión también reduce la potencia antimicrobiana.

Seguridad en ensayos clínicos (cuantitativa). Datos de seguridad de ensayos clínicos completados:

• Ensayo Fase I/IIa VLU (n=34): Cero eventos adversos graves relacionados con el tratamiento en todos los grupos de dosis (0,5, 1,6, 3,2 mg/mL). Sin toxicidad local, sin efectos sistémicos, sin preocupaciones de inmunogenicidad [7].
• Ensayo Fase IIb VLU (n=148): Confirmó un perfil de seguridad favorable del ensayo anterior [8].
• Ensayo de úlceras de pie diabético (n=25): No se informaron eventos adversos relacionados con el tratamiento. Sin irritación local, infección o reacciones de hipersensibilidad [9].
• Ensayo Fase I de melanoma (inyección intratumoral): Las reacciones locales en el sitio de inyección (eritema, dolor leve) fueron los eventos adversos más comunes; no se informaron toxicidades limitantes de la dosis.
• En todos los ensayos humanos completados (más de 200 sujetos), no se han reportado eventos adversos graves relacionados con el fármaco.

Potencial proinflamatorio. A través de su capacidad para formar complejos con ácidos nucleicos propios y activar la señalización de TLR, LL-37 puede amplificar la inflamación autoinmune en individuos susceptibles, como se demostró en la psoriasis y potencialmente en el lupus eritematoso sistémico [3]. Los complejos LL-37/ADN propio activan TLR9 en células dendríticas plasmocitoides, y los complejos LL-37/ARN propio activan TLR7/8 en células dendríticas convencionales [24]. Esta propiedad inmunoestimuladora debe considerarse cuidadosamente en aplicaciones terapéuticas.

Consideraciones sobre la dosis-respuesta. La relación dosis-respuesta invertida observada en la cicatrización de heridas (óptima a concentraciones más bajas, ineficaz a dosis más altas) sugiere que las aplicaciones terapéuticas de LL-37 requieren una dosificación precisa para equilibrar la eficacia frente a la citotoxicidad. La ventana terapéutica para la cicatrización de heridas tópica parece ser de 0,5-1,6 mg/mL según los datos de Fase I/IIa [7].

10. Análogos y Derivados Sintéticos

Las limitaciones del LL-37 nativo —incluida la susceptibilidad a la degradación por proteasas, la estrecha ventana terapéutica y los altos costos de producción— han impulsado el desarrollo de análogos mejorados:

SAAP-148 es el derivado de LL-37 más avanzado, que exhibe una mayor estabilidad frente a las proteasas del plasma y una eficacia superior contra patógenos multirresistentes sin inducir resistencia. Sin embargo, muestra una citotoxicidad significativa (viabilidad celular aproximadamente 14,9% a 25 μM). Los análogos optimizados SAAP-4 y SAAP-7 muestran una citotoxicidad drásticamente reducida, y SAAP-7 mantiene una viabilidad celular del 98,2% a la misma concentración [28].

Las cerageninas (CSAs) son compuestos lipídicos sintéticos basados en andamios de ácidos biliares que imitan el carácter anfífilo de LL-37. Ofrecen ventajas que incluyen resistencia a la degradación por proteasas y menores costos de producción.

Los fragmentos truncados en investigación incluyen FK-16 (residuos 17-32, potente actividad antimicrobiana), LL7-37 y LL-31 (actividad anti-biofilm mejorada) [20].

11. Péptidos Relacionados

See also: Melittin, Magainin-2, Pexiganan, Brilacidin, Thymosin Alpha-1

12. Referencias

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