LL-37 (Cathelicidin)

1. Visão Geral

LL-37 é o único peptídeo antimicrobiano derivado de catelicidina identificado em humanos. É um peptídeo anfipático e alfa-helicoidal de 37 aminoácidos com atividade antimicrobiana de amplo espectro contra bactérias Gram-positivas e Gram-negativas, fungos e vírus envelopados [1][29]. Além de suas propriedades microbicidas diretas, o LL-37 atua como um potente imunomodulador, influenciando a quimiotaxia, a produção de citocinas, a maturação de células dendríticas e a cicatrização de feridas [7][22].

O nome "LL-37" deriva de seus dois resíduos de leucina N-terminais e seu comprimento de 37 resíduos. Sua sequência primária é LLGDFFRKSKEKIGKEFKRIVQRIKDFLRNLVPRTES, carregando uma carga líquida positiva de +6 em pH fisiológico. Esse caráter catiônico impulsiona interações eletrostáticas com membranas microbianas carregadas negativamente, o que forma a base de seu mecanismo antimicrobiano [26].

O LL-37 é clivado proteoliticamente do domínio C-terminal da proteína precursora de 18 kDa hCAP-18 (proteína antimicrobiana catiônica humana 18), codificada pelo gene CAMP no cromossomo 3p21.31 [1]. Nos neutrófilos, o hCAP-18 é armazenado em grânulos específicos (secundários) e liberado após desgranulação, após o que a clivagem extracelular pela proteinase 3 gera o peptídeo LL-37 maduro. Na pele, o processamento é mediado pela calicreína 5 (KLK5) e calicreína 7 (KLK7) [4].

Uma descoberta marcante estabeleceu que a expressão de LL-37 é regulada diretamente pela vitamina D através de um elemento de resposta à vitamina D (VDRE) no promotor do gene CAMP [2]. Essa conexão tem implicações profundas para a compreensão da relação entre o status da vitamina D e a defesa imunológica inata, particularmente contra tuberculose e infecções respiratórias.

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 Ação

2.1 Atividade Antimicrobiana

O LL-37 exerce atividade antimicrobiana através da disrupção da membrana por meio de dois mecanismos principais [26]:

Modelo de tapete. Nas superfícies da membrana bacteriana, as moléculas de LL-37 se acumulam em orientação paralela na bicamada lipídica carregada negativamente, de forma semelhante a um tapete. Acima de uma concentração limite, as moléculas de peptídeo acumuladas causam desintegração da membrana através de um mecanismo semelhante a detergente.

Formação de poros toroidais. O LL-37 oligomeriza e forma poros transmembrana em bicamadas lipídicas. Estudos de criomicroscopia eletrônica e cristalografia de raios-X confirmaram a oligomerização e a formação de canais em ambientes que mimetizam membranas [26]. A seletividade para membranas microbianas em detrimento das membranas de mamíferos surge da composição lipídica diferencial: as membranas bacterianas são enriquecidas em fosfolipídios carregados negativamente (fosfatidilglicerol, cardiolipina), enquanto as membranas de células de mamíferos contêm predominantemente fosfatidilcolina zwitteriônica e colesterol.

A pesquisa documentou eficácia antimicrobiana contra mais de 38 espécies bacterianas, 16 espécies fúngicas e 16 vírus, tornando o LL-37 um dos agentes antimicrobianos naturais de mais amplo espectro conhecidos.

2.2 Imunomodulação

O LL-37 atua como um imunomodulador multifacetado com propriedades pró e anti-inflamatórias, dependendo do contexto:

Quimiotaxia. O LL-37 recruta neutrófilos, monócitos, células T e mastócitos através do receptor de peptídeo formil semelhante a 1 (FPRL1/FPR2), promovendo o acúmulo de células imunes inatas em locais de infecção [6].

Atividade anti-endotoxina. O LL-37 liga-se diretamente e neutraliza o lipopolissacarídeo (LPS) bacteriano, reduzindo a sinalização pró-inflamatória através da inibição da ativação da via do receptor tipo Toll 4 (TLR4). Essa propriedade foi explorada em pesquisas pré-clínicas de sepse [14][15][16].

Modulação de TLR. O LL-37 modula a sinalização imune inata através de múltiplas vias de TLR. Ele inibe respostas pró-inflamatórias mediadas por TLR, em parte pela inibição da fosforilação da quinase p38 MAP, ao mesmo tempo em que aprimora certas respostas antivirais de TLR.

Modulação de citocinas. O LL-37 exerce efeitos dependentes do contexto na produção de citocinas, modulando IL-1β, TNF-α, IL-6, IL-8 e IL-10 de maneira que depende do ambiente inflamatório e do tipo celular.

Maturação de células dendríticas. O LL-37 promove a diferenciação de monócitos em células dendríticas, conectando a imunidade inata e adaptativa. Essa propriedade é particularmente relevante para seus efeitos imunológicos antitumorais [3].

2.3 Eixo Vitamina D–Catelicidina

A descoberta de que a vitamina D regula diretamente a expressão de LL-37 representa um dos avanços mais significativos na pesquisa de imunidade inata [2]. Liu et al. (2006) demonstraram em um artigo marcante na Science que a ativação de macrófagos humanos por TLR2/1 aumenta o receptor de vitamina D (VDR) e a CYP27B1 (a enzima que converte 25-hidroxivitamina D em 1,25-di-hidroxivitamina D ativa), levando à indução de catelicidina e à morte de Mycobacterium tuberculosis intracelular [2]. Criticamente, soros de indivíduos com baixos níveis de 25(OH)D foram ineficientes em apoiar essa resposta antimicrobiana, fornecendo uma explicação molecular para a associação há muito observada entre deficiência de vitamina D e suscetibilidade à tuberculose.

Trabalhos subsequentes confirmaram que 200 μg/mL de LL-37 reduziram o crescimento de M. tuberculosis em cultura em 75,7% [23]. Esse eixo vitamina D-catelicidina estimulou extensa pesquisa sobre a suplementação de vitamina D como uma estratégia para aprimorar a defesa imunológica inata contra doenças infecciosas.

3. Aplicações Pesquisadas

Cicatrização de Feridas (Evidência Clínica)

A aplicação clínica mais avançada do LL-37 é na cicatrização de feridas crônicas. O LL-37 promove a reparação de feridas através da estimulação da angiogênese, migração de queratinócitos e proliferação epitelial.

No ensaio clínico randomizado pivotal de Fase I/IIa, Grönberg et al. (2014) avaliaram o LL-37 tópico em 34 pacientes com úlceras venosas crônicas em perna [7]. Os pacientes receberam LL-37 em concentrações de 0,5, 1,6 ou 3,2 mg/mL aplicadas duas vezes por semana durante 4 semanas. As constantes de taxa de cicatrização para os grupos de 0,5 mg/mL e 1,6 mg/mL foram aproximadamente 6 vezes e 3 vezes maiores do que o placebo, respectivamente (p=0,003 para 0,5 mg/mL). A área média da úlcera diminuiu em 68% com 0,5 mg/mL de LL-37 e 50% com 1,6 mg/mL. Notavelmente, nenhum efeito foi observado na concentração mais alta (3,2 mg/mL), sugerindo uma relação dose-resposta invertida. Nenhuma preocupação de segurança foi identificada.

Um ensaio multicêntrico subsequente de Fase IIb (Grönberg et al., 2022) incluiu 148 pacientes com úlceras venosas de difícil cicatrização em perna e confirmou o aprimoramento da cicatrização de feridas demonstrado no ensaio anterior [8].

Em úlceras de pé diabético, Arini et al. (2023) realizaram um ensaio randomizado duplo-cego em 25 pacientes [9]. O creme de LL-37 aplicado duas vezes por semana durante 4 semanas produziu consistentemente maior formação de tecido de granulação do que o placebo em todos os pontos de tempo medidos (dias 7, 14, 21 e 28; valores de p variando de 0,006 a 0,037).

Estudos pré-clínicos demonstraram ainda que o LL-37 encapsulado em hidrogel de quitosana reduziu significativamente a área de úlceras de pressão em camundongos, com aumento da espessura epitelial e densidade capilar [22].

Disrupção de Biofilme (Forte Evidência Pré-clínica)

Uma das propriedades mais notáveis do LL-37 é sua capacidade de prevenir e interromper biofilmes bacterianos em concentrações muito inferiores às necessárias para a morte planctônica.

Overhage et al. (2008) demonstraram que o LL-37 inibiu a formação de biofilme de Pseudomonas aeruginosa em apenas 0,5 μg/mL — mais de 100 vezes abaixo de sua concentração inibitória mínima de 64 μg/mL [5]. Nessas concentrações sub-inibitórias, o LL-37 afetou a motilidade de espasmo, a expressão de genes de quórum sensing e a adesão bacteriana inicial, interrompendo os estágios mais iniciais do desenvolvimento de biofilme.

Koppen et al. (2019) mostraram que o LL-37 alcançou uma redução superior a 4 log nas contagens de colônias de biofilme de Staphylococcus aureus, com uma redução superior a 3 log ocorrendo em apenas 5 minutos de tratamento [19]. Dean et al. (2011) identificaram os fragmentos LL7-37 e LL-31 como tendo a atividade anti-biofilme mais forte em concentrações sub-MIC contra P. aeruginosa [20].

Essa atividade de disrupção de biofilme é particularmente clinicamente relevante, dado que infecções associadas a biofilmes representam uma estimativa de 65-80% de todas as infecções bacterianas e são notoriamente resistentes a antibióticos convencionais.

Atividade Anti-infecciosa (Ampla Evidência Pré-clínica)

Infecções bacterianas. O LL-37 demonstra atividade contra patógenos extracelulares e intracelulares. Noore et al. (2013) mostraram que o LL-37 matou tanto S. aureus planctônico quanto intracelular dentro de queratinócitos humanos [10], demonstrando capacidade antimicrobiana de penetração celular. Bals et al. (1998) estabeleceram que o LL-37 é expresso em células epiteliais das vias aéreas, onde fornece ampla atividade antimicrobiana na superfície das vias aéreas [29]. Majewski et al. (2019) descobriram que os níveis séricos de LL-37 estavam significativamente elevados em pacientes com pneumonia com infecções Gram-positivas, mas reduzidos naqueles com bactérias Gram-negativas oportunistas, sugerindo defesa inata prejudicada neste último grupo [25].

Atividade antiviral (incluindo SARS-CoV-2). Wang et al. (2021) demonstraram que o LL-37 se liga ao domínio de ligação ao receptor da proteína spike do SARS-CoV-2 com uma constante de dissociação (Kd) de 11,2 nM e inibiu a infecção por pseudovírus com uma IC50 de 4,74 μg/mL [11]. O LL-37 também se ligou ao ACE2 (Kd = 25,5 nM), efetivamente mascarando o receptor de entrada viral. A administração intranasal em camundongos diminuiu a infecção por pseudovírus pulmonar. Uma correlação inversa entre os níveis de LL-37 e a gravidade da COVID-19 foi relatada [12], e a niacinamida demonstrou aumentar a atividade antiviral do LL-37 através da potencialização hidrotópica da biodisponibilidade do peptídeo [13].

Atividade antifúngica. O LL-37 e seus análogos demonstram atividade contra espécies de Candida e outros fungos patogênicos [27].

Sepse (Evidência Pré-clínica)

O LL-37 mostrou benefício consistente em múltiplos modelos pré-clínicos de sepse. Torossian et al. (2007) demonstraram que o LL-37 intravenoso melhorou significativamente a sobrevivência em três modelos de sepse em ratos: injeção de LPS, desafio intravenoso com E. coli e ligadura e punção cecal [14]. O mecanismo envolve uma combinação de atividade bactericida direta, neutralização de LPS e imunomodulação.

Nagaoka et al. (2020) mostraram que o LL-37 suprimiu a piroptose de macrófagos, aumentou a liberação de armadilhas extracelulares de neutrófilos (NETs) e exibiu atividades bactericidas diretas e de neutralização de LPS em um modelo de sepse murina [15]. Kumagai et al. (2020) identificaram um novo mecanismo pelo qual o LL-37 melhorou a sobrevivência através da indução de liberação de microvesículas de neutrófilos [16]. Hu et al. (2024) demonstraram que o CRAMP (o homólogo murino do LL-37) em doses de 2,5-5,0 mg/kg reduziu a lesão pulmonar aguda induzida por sepse, suprimindo a piroptose de células epiteliais alveolares [17].

Imunoterapia contra o Câncer (Evidência Emergente)

O papel do LL-37 no câncer é complexo e dependente do tecido, com efeitos antitumorais e pró-tumorais documentados:

Efeitos antitumorais. Um ensaio clínico de Fase I (NCT02225366) no MD Anderson Cancer Center avaliou injeções intratumorais de LL-37 em pacientes com melanoma com metástases cutâneas. Injeções semanais por até 8 semanas demonstraram potência antitumoral através da ativação de células dendríticas plasmocitoides e respostas imunes mediadas por TLR9. Em cânceres gástricos e de cólon, o LL-37 demonstrou aumentar os níveis nucleares de AIF e EndoG, induzindo apoptose caspase-independente [30].

Efeitos pró-tumorais. No câncer de ovário, Coffelt et al. (2009) demonstraram que a superexpressão de LL-37 promoveu o recrutamento de células estromais mesenquimais para o estroma tumoral, aumentando o enxerto e a metástase tumoral [6]. Cheng et al. (2019) mostraram que o LL-37 derivado de células mieloides promove o crescimento do câncer de pulmão através da ativação da sinalização Wnt/β-catenina [21].

A natureza específica do tecido desses efeitos — antitumoral em melanomas, cânceres gástricos e de cólon; pró-tumoral em cânceres de ovário, mama e pulmão — ressalta a importância do contexto na avaliação do potencial terapêutico do LL-37 em oncologia.

Doenças de Pele (Insights Mecanísticos)

Psoríase. Em um artigo marcante na Nature de 2007, Lande et al. demonstraram que o LL-37 converte auto-DNA inerte em um potente gatilho para a produção de interferon [3]. O LL-37 forma complexos condensados com auto-DNA que são entregues a compartimentos endossômicos precoces em células dendríticas plasmocitoides, ativando o TLR9 e quebrando a tolerância inata ao auto-DNA. Esse mecanismo impulsiona a resposta de interferon tipo I característica da inflamação psoriásica. Ganguly et al. (2009) estenderam essa descoberta ao auto-RNA, mostrando que complexos LL-37/RNA ativam células dendríticas através de TLR7 e TLR8 [24].

Rosácea. Yamasaki et al. (2007) estabeleceram que pacientes com rosácea expressam níveis anormalmente altos de catelicidina [4]. O processamento aberrante pela calicreína 5 (KLK5) gera fragmentos de peptídeos distintos do LL-37 normal que desencadeiam inflamação, eritema e telangiectasia. A injeção desses fragmentos anormais na pele de camundongos reproduziu alterações semelhantes à rosácea. Essa descoberta forneceu uma base molecular para a eficácia do ácido azelaico no tratamento da rosácea, pois ele inibe a atividade da KLK5 e o processamento da catelicidina.

Doença Inflamatória Intestinal (Evidência Observacional)

Kusaka et al. (2018) demonstraram que o mRNA de LL-37 foi significativamente aumentado na mucosa inflamada de pacientes com colite ulcerativa [18]. O papel duplo do peptídeo — defesa antimicrobiana em superfícies mucosas versus potencial amplificação pró-inflamatória através da formação de complexos LL-37/DNA que ativam o TLR9 — destaca sua biologia complexa no trato gastrointestinal. Os níveis séricos de catelicidina foram inversamente correlacionados com a atividade da doença em DII, sugerindo um papel protetor quando presentes sistemicamente.

4. Resumo da Evidência Clínica

5. Dosagem em Pesquisa

O LL-37 foi investigado por múltiplas vias de administração, com a dosagem variando substancialmente por indicação e desenho do estudo. Os dados de dosagem mais robustos vêm dos ensaios clínicos de cicatrização de feridas.

Para úlceras venosas em perna, o ensaio de Fase I/IIa estabeleceu uma concentração tópica ideal de 0,5-1,6 mg/mL aplicada duas vezes por semana [7]. Paradoxalmente, a concentração mais alta testada (3,2 mg/mL) não mostrou benefício, consistente com a citotoxicidade conhecida do LL-37 para células de mamíferos em concentrações mais altas.

Em modelos pré-clínicos de sepse, doses intravenosas eficazes variaram de 2,5 a 5,0 mg/kg em camundongos [17].

6. Farmacocinética

Administração Tópica (Cicatrização de Feridas)

A farmacocinética do LL-37 após aplicação tópica em feridas crônicas difere substancialmente da administração sistêmica:

• Biodisponibilidade local: O LL-37 aplicado topicamente permanece predominantemente no leito da ferida. A penetração na pele intacta é mínima devido ao tamanho (4,5 kDa) e carga (+6) do peptídeo, mas a absorção através do epitélio danificado em úlceras crônicas é aumentada.
• Meia-vida tecidual local: Estimada em 4-8 horas no fluido da ferida, dependendo da atividade proteolítica. O LL-37 é suscetível à degradação por proteases da ferida, incluindo elastase, catepsina D e metaloproteinases de matriz (MMPs), que estão elevadas no fluido de feridas crônicas.
• Absorção sistêmica: Desprezível da aplicação tópica em feridas em concentrações clínicas (0,5-3,2 mg/mL). Nenhuma alteração mensurável nos níveis plasmáticos de LL-37 foi observada no ensaio de Fase I/IIa [7].
• Ligação a proteínas no fluido da ferida: O LL-37 liga-se extensivamente a proteínas do fluido da ferida, glicosaminoglicanos e DNA extracelular, o que pode reduzir a concentração de peptídeo livre, mas também pode servir como um reservatório de liberação lenta.

Farmacocinética do LL-37 Endógeno

• Concentrações plasmáticas: Níveis basais normais de LL-37 plasmático em adultos saudáveis variam de 0,5-3,0 mcg/mL, com níveis mais altos em infecções ativas (até 15-20 mcg/mL em pacientes com pneumonia) [25]
• Liberação de neutrófilos: Após desgranulação, neutrófilos individuais liberam aproximadamente 35-62 pg de hCAP-18/LL-37. Em locais de inflamação aguda, as concentrações locais podem atingir 5-100 mcg/mL.
• Ligação a proteínas: Extensivamente ligado a lipoproteínas plasmáticas, particularmente apolipoproteína A-I em partículas de HDL, e à albumina. A ligação a proteínas reduz a atividade antimicrobiana, mas estende a meia-vida circulante e reduz a citotoxicidade sistêmica.
• Metabolismo: Degradado proteoliticamente por proteases séricas. Na pele, KLK5 e KLK7 processam hCAP-18 em LL-37 e fragmentos adicionais. Nos neutrófilos, a proteinase 3 é a principal enzima de processamento [1][4].

Intravenoso/Sistêmico (Pré-clínico)

• Meia-vida: Estimada em 15-30 minutos em modelos murinos devido à rápida degradação proteolítica e depuração renal
• Volume de distribuição: Amplamente distribuído para tecidos com alta demanda antimicrobiana (pulmão, pele, trato gastrointestinal)
• Depuração renal: Fragmentos de peptídeos são depurados renalmente; o peptídeo intacto de 37 resíduos é rapidamente proteolisado

7. Relações Dose-Resposta

Cicatrização de Feridas (Tópica)

A dose-resposta para cicatrização de feridas com LL-37 segue uma curva em forma de U invertido, um achado característico do programa de ensaios clínicos:

• 0,5 mg/mL: Concentração ótima; constante de taxa de cicatrização aproximadamente 6 vezes maior do que o placebo (p=0,003). A área média da úlcera diminuiu em 68% ao longo de 4 semanas [7].
• 1,6 mg/mL: Eficácia intermediária; constante de taxa de cicatrização aproximadamente 3 vezes maior do que o placebo. A área média da úlcera diminuiu em 50% [7].
• 3,2 mg/mL: Nenhum benefício significativo de cicatrização em relação ao placebo, consistente com efeitos citotóxicos em concentrações mais altas [7].
• Explicação biológica: Em concentrações mais baixas, o LL-37 promove a migração de queratinócitos, angiogênese e proliferação epitelial. Em concentrações mais altas, a citotoxicidade para células hospedeiras (limiar de aproximadamente 1-10 mcM ou 4,5-45 mcg/mL) neutraliza os efeitos pró-cicatrização.

Atividade Antimicrobiana (In Vitro)

• Prevenção de biofilme (P. aeruginosa): Eficaz em 0,5 mcg/mL, que é mais de 100 vezes abaixo da MIC de 64 mcg/mL [5]
• Morte planctônica: Valores de MIC variam de 2-64 mcg/mL dependendo da espécie: S. aureus 8-32 mcg/mL; E. coli 2-8 mcg/mL; P. aeruginosa 32-64 mcg/mL; C. albicans 8-16 mcg/mL
• Erradicação de biofilme (S. aureus): Redução superior a 4 log em concentrações acima da MIC, com redução superior a 3 log em 5 minutos [19]
• Atividade antiviral (SARS-CoV-2): IC50 de 4,74 mcg/mL para inibição de pseudovírus; Kd de 11,2 nM para ligação ao RBD da proteína spike [11]

Limiar de Citotoxicidade

• Toxicidade para células de mamíferos: Início em aproximadamente 1-10 mcM (4,5-45 mcg/mL), dependendo do tipo celular
• Hemólise: 3-5% em concentrações terapêuticas; hemólise significativa (mais de 50%) em concentrações acima de 50 mcg/mL
• Índice terapêutico: Janela de aproximadamente 5-10 vezes entre as concentrações antimicrobianas eficazes e a citotoxicidade de células hospedeiras para a maioria dos alvos bacterianos, mas mais estreita para organismos com MICs mais altas (por exemplo, P. aeruginosa)

8. Eficácia Comparativa

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

SAAP-148 é um derivado sintético de LL-37 projetado para potência antimicrobiana aprimorada e estabilidade contra proteases:

• Potência antimicrobiana: SAAP-148 demonstra MICs 4-16 vezes menores do que o LL-37 nativo contra a maioria dos patógenos testados, incluindo MRSA, VRE e bactérias Gram-negativas multirresistentes.
• Estabilidade contra proteases: SAAP-148 retém atividade antimicrobiana na presença de plasma humano (50%), enquanto o LL-37 perde a maior parte da atividade em 1-2 horas devido à degradação proteolítica.
• Compromisso de citotoxicidade: SAAP-148 mostra citotoxicidade significativa para células hospedeiras (viabilidade celular aproximadamente 14,9% a 25 mcM), substancialmente pior do que o LL-37 nativo [28].
• Análogos otimizados: SAAP-4 e SAAP-7 alcançam índices de seletividade aprimorados. SAAP-7 mantém 98,2% de viabilidade celular a 25 mcM, mantendo atividade antimicrobiana aprimorada [28].
• Status clínico: SAAP-148 está em desenvolvimento pré-clínico; nenhum ensaio clínico foi concluído.

LL-37 vs. Cerageninas (Mimetizadores Lipídicos Sintéticos)

Cerageninas (antimicrobianos esteroides catiônicos, CSAs) são compostos anfifílicos não peptídicos inspirados no mecanismo do LL-37:

• Resistência a proteases: Cerageninas são completamente resistentes à degradação proteolítica, uma grande vantagem sobre o LL-37.
• Custo de produção: Menor custo de síntese em comparação com a síntese de peptídeos de 37 resíduos.
• Espectro antimicrobiano: Atividade de amplo espectro comparável ao LL-37, incluindo disrupção de biofilme.
• Imunomodulação: Cerageninas não possuem as atividades imunomoduladoras e promotoras de cicatrização de feridas do LL-37 (quimiotaxia, maturação de DC, modulação de citocinas), pois essas funções dependem de interações peptídeo-receptor específicas (FPRL1/FPR2).
• Desenvolvimento clínico: CSA-13 e CSA-131 são as cerageninas mais avançadas; apenas pré-clínicas.

LL-37 vs. Antibióticos Convencionais (Contexto de Biofilme)

• Atividade anti-biofilme sub-MIC: O LL-37 previne a formação de biofilme em 0,5 mcg/mL (1/128 da MIC), uma propriedade não compartilhada por nenhuma classe de antibióticos convencionais.
• Penetração de biofilme: O LL-37 mata bactérias de biofilme de S. aureus estabelecidas em 5 minutos, enquanto a vancomicina leva dias para atingir reduções comparáveis e muitas vezes falha em erradicar o biofilme.
• Desenvolvimento de resistência: Nenhuma resistência bacteriana ao LL-37 foi documentada através de experimentos de passagem serial (mais de 30 passagens), em comparação com o rápido surgimento de resistência com antibióticos convencionais.
• Sinergias: O LL-37 sinergiza com rifampicina, colistina e azitromicina contra infecções associadas a biofilmes.

LL-37 vs. Pexiganan (Derivado de Magainina)

Pexiganan (MSI-78) é um análogo sintético da magainina-2, um peptídeo antimicrobiano derivado de sapo que atingiu ensaios de Fase III para infecções de pé diabético:

• Evidência clínica: Pexiganan mostrou não inferioridade à ofloxacina oral na Fase III, mas não foi aprovado pela FDA (duas vezes rejeitado, 1999 e 2017). LL-37 tem dados de Fase IIb em cicatrização de feridas com resultados positivos [7][8].
• Mecanismo: Ambos são peptídeos catiônicos que desorganizam a membrana; o LL-37 possui atividades imunomoduladoras e promotoras de cicatrização de feridas adicionais que o pexiganan não possui.
• Nicho terapêutico: A atividade antimicrobiana/cicatrização de feridas dupla do LL-37 o posiciona de forma única para o manejo de feridas crônicas.

9. Segurança e Efeitos Colaterais

Limiar de citotoxicidade. O LL-37 torna-se citotóxico para células de mamíferos em concentrações de aproximadamente 1-10 mcM (4,5-45 mcg/mL). O limiar específico varia por tipo celular:

• Queratinócitos: aproximadamente 10 mcM (relativamente resistentes)
• PBMC: aproximadamente 5-10 mcM
• Células endoteliais: aproximadamente 5 mcM
• Eritrócitos: hemólise significativa acima de 10-15 mcM Esta janela terapêutica estreita entre a eficácia antimicrobiana e a citotoxicidade de células hospedeiras é uma consideração chave no desenvolvimento terapêutico.

Hemólise. Em doses terapêuticas, o LL-37 produz hemólise mínima (3-5% de lise de eritrócitos não infectados in vitro em concentrações de até 25 mcg/mL). Em 50 mcg/mL, a hemólise aumenta para 15-25%. Em 100 mcg/mL, a hemólise excede 50%. In vivo, os efeitos citotóxicos na circulação são parcialmente mitigados pela ligação a proteínas plasmáticas, incluindo apolipoproteína A-I e albumina, embora essa ligação também reduza a potência antimicrobiana.

Segurança em ensaios clínicos (quantitativa). Dados de segurança de ensaios clínicos concluídos:

• Ensaio Fase I/IIa VLU (n=34): Zero eventos adversos graves relacionados ao tratamento em todos os grupos de dose (0,5, 1,6, 3,2 mg/mL). Nenhuma toxicidade local, nenhum efeito sistêmico, nenhuma preocupação de imunogenicidade [7].
• Ensaio Fase IIb VLU (n=148): Confirmou perfil de segurança favorável do ensaio anterior [8].
• Ensaio de úlcera de pé diabético (n=25): Nenhum evento adverso relacionado ao tratamento relatado. Nenhuma irritação local, infecção ou reações de hipersensibilidade [9].
• Ensaio Fase I de melanoma (injeção intratumoral): Reações locais no local da injeção (eritema, dor leve) foram os eventos adversos mais comuns; nenhuma toxicidade limitante de dose relatada.
• Em todos os ensaios humanos concluídos (mais de 200 sujeitos), nenhum EAS relacionado ao medicamento foi relatado.

Potencial pró-inflamatório. Através de sua capacidade de formar complexos com auto-ácidos nucleicos e ativar a sinalização TLR, o LL-37 pode amplificar a inflamação autoimune em indivíduos suscetíveis, como demonstrado na psoríase e potencialmente no lúpus eritematoso sistêmico [3]. Complexos LL-37/auto-DNA ativam TLR9 em células dendríticas plasmocitoides, e complexos LL-37/auto-RNA ativam TLR7/8 em células dendríticas convencionais [24]. Essa propriedade imunoestimulatória deve ser cuidadosamente considerada em aplicações terapêuticas.

Considerações sobre a relação dose-resposta. A relação dose-resposta invertida observada na cicatrização de feridas (ótima em concentrações mais baixas, ineficaz em doses mais altas) sugere que as aplicações terapêuticas de LL-37 requerem dosagem precisa para equilibrar a eficácia contra a citotoxicidade. A janela terapêutica para cicatrização de feridas tópica parece ser de 0,5-1,6 mg/mL com base nos dados da Fase I/IIa [7].

10. Análogos e Derivados Sintéticos

As limitações do LL-37 nativo — incluindo suscetibilidade à degradação por proteases, janela terapêutica estreita e altos custos de produção — impulsionaram o desenvolvimento de análogos aprimorados:

SAAP-148 é o derivado de LL-37 mais avançado, exibindo estabilidade aprimorada contra proteases plasmáticas e eficácia superior contra patógenos multirresistentes sem induzir resistência. No entanto, ele mostra citotoxicidade significativa (viabilidade celular aproximadamente 14,9% a 25 μM). Análogos otimizados SAAP-4 e SAAP-7 mostram citotoxicidade dramaticamente reduzida, com SAAP-7 mantendo 98,2% de viabilidade celular na mesma concentração [28].

Cerageninas (CSAs) são compostos lipídicos sintéticos baseados em andaimes de ácido biliar que mimetizam o caráter anfifílico do LL-37. Eles oferecem vantagens, incluindo resistência à degradação por proteases e menores custos de produção.

Fragmentos truncados sob investigação incluem FK-16 (resíduos 17-32, potente atividade antimicrobiana), LL7-37 e LL-31 (atividade anti-biofilme aprimorada) [20].

11. Peptídeos Relacionados

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

12. Referências

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