LL-37

LL-37: Was die veröffentlichte Forschung zeigt

Zusammengestellt von NADA-Labs aus der unten zitierten Fachliteratur. Keine eigenen Studiendaten.

LL-37 ist das C-terminale Peptid aus 37 Aminosäuren von hCAP18, dem einzigen beim Menschen identifizierten Cathelicidin (Yang 2000, PMID 11015447); der Entwickler verwendet den internationalen Freinamen Ropocamptid². Zuerst wurde eine Form aus 39 Aminosäuren, FALL-39, beschrieben (Agerberth 1995, PMID 7529412), danach wurde das reife Peptid in Granulozyten als LL-37 identifiziert (Gudmundsson 1996, PMID 8681941), und in neutrophilen Granulozyten wird es durch extrazelluläre Spaltung mit Proteinase 3 aus hCAP18 freigesetzt (Sørensen 2001, PMID 11389039). Die Forschungsliteratur führt seine Effekte vor allem auf eine direkte antimikrobielle Aktivität mit Membranpermeabilisierung und Lipopolysaccharid-Bindung⁵, die Hemmung der bakteriellen Biofilmbildung⁶, die Aktivierung von Endothelzellen und Angiogenese über den Formylpeptid-Rezeptor-ähnlichen Rezeptor 1 (FPRL1)⁴, die Chemotaxis von Immunzellen über denselben Rezeptor (Yang 2000, PMID 11015447) und die Umwandlung körpereigener DNA in einen Auslöser der Interferonbildung in plasmazytoiden dendritischen Zellen zurück⁸. Untersucht wurde es in Bakterien- und Säugerzellkulturen, an Hühnerembryonen, Kaninchen und Mäusen sowie in drei randomisierten, doppelblinden, placebokontrollierten Studien mit topischer Anwendung bei chronischen Bein- und Fußulzera^{1,2,3,4,5,6,7,8}.

Evidenzbasis: Drei randomisierte, doppelblinde, placebokontrollierte Studien mit topischer Anwendung bei chronischen Wunden — eine Erstanwendung am Menschen bei schwer heilenden venösen Beinulzera (n = 34, 4 Wochen)¹, eine multizentrische Phase-IIb-Studie in derselben Indikation (n = 148 behandelt, 13 Wochen), deren gesamte Studienpopulation keinen signifikanten Unterschied zu Placebo zeigte², und eine kleine Studie einer anderen Forschungsgruppe bei diabetischen Fußulzera (n = 25, 4 Wochen)³. Die beiden Studien zu venösen Beinulzera haben einen gemeinsamen Autor, und die Phase-IIb-Studie wurde vom Entwickler finanziert, mit drei Mitarbeitern unter den Autoren². Mechanistische Daten stammen aus Zellkulturen, der Chorioallantoismembran des Hühnerembryos, Kaninchen- und Mausmodellen^4,5,6,7 sowie menschlichen Immunzellen⁸. Mehrere Tier- und Humangewebestudien betreffen das körpereigene Cathelicidin statt des applizierten Peptids, etwa den Schutz von Mäusen vor nekrotisierenden Hautinfektionen durch Streptokokken der Gruppe A (Nizet 2001, PMID 11719807). Die einzige weitere gefundene Exposition beim Menschen ist ein Fallbericht aus einer Phase-1-Studie mit intratumoralen Injektionen bei Melanom (Dolkar 2018, PMID 29665030). Pharmakokinetische Daten und eine unabhängige Replikation bei venösen Beinulzera wurden unter den zitierten Arbeiten nicht gefunden.

Schlüsselstudien im Überblick

Ergebnisse nach 13 Wochen in Post-hoc-Untergruppen nach Ulkusgröße bei Randomisierung, Phase-IIb-Studie zu venösen Beinulzera (Mahlapuu 2021 [S2])

In den Studien berichtete Effekte

• Venöse Beinulzera, Erstanwendung am Menschen. Bei 34 Patienten mit schwer heilenden venösen Beinulzera (3-wöchige Placebo-Vorphase, danach 4 Wochen randomisierte, doppelblinde topische Anwendung zweimal wöchentlich) waren die Heilungsratenkonstanten in der niedrigsten und mittleren Konzentrationsgruppe etwa 6x und 3x so hoch wie unter Placebo (p = 0,003 und p = 0,088); die quadratwurzeltransformierte Wundfläche verbesserte sich in diesen beiden Gruppen gegenüber den Werten vor der Behandlung (p < 0,001 und p = 0,011), und die mittlere Ulkusfläche nahm um 68 % und 50 % ab, während sich die höchste Konzentration nicht von Placebo unterschied¹.
• Venöse Beinulzera, Phase-IIb-Studie. Im Full Analysis Set (n = 144, 13 Wochen zusätzlich zur Kompressionstherapie) unterschied sich kein Heilungsparameter signifikant von Placebo: bestätigter vollständiger Verschluss 26,5 % und 24,7 % (niedrigere und höhere Konzentration) vs. 25,3 %, mittlere Heilungsrate 0,0261 und 0,0112 vs. 0,0204 pro Tag, mittlere Abnahme der Wundfläche 35,63 % und 4,02 % vs. 51,69 %². Eine Post-hoc-Analyse der Ulzera mit mindestens 10 cm² bei Randomisierung ergab mit der niedrigeren Konzentration häufigeren Verschluss (28,1 % vs. 8,1 %, P = 0,0458) und eine höhere Heilungsrate (0,0367 vs. 0,0093 pro Tag, P = 0,0439), während Ulzera unter 10 cm² keinen Vorteil gegenüber Placebo zeigten (Tabelle oben)².
• Diabetische Fußulzera. Bei 25 Patienten (13 mit LL-37-Creme, 12 mit Placebo-Creme, zweimal wöchentlich über 4 Wochen zusätzlich zur Standardversorgung) war der Anstieg des Granulationsindex ab Tag 1 an den Tagen 7, 14, 21 und 28 unter LL-37 stärker (von 0,41 vs. 0,16 bis 0,64 vs. 0,36; p = 0,031, 0,009, 0,006 und 0,037), und der Index erreichte 100 % an Tag 14 vs. Tag 28 unter Placebo; die Abnahme der Wundfläche (Tag 28: -2,35 vs. -1,54 cm²), IL-1α und TNF-α in der Wundflüssigkeit und die aeroben Keimzahlen unterschieden sich nicht signifikant³.
• Angiogenese (in vitro, Hühnerembryo, Kaninchen, Maus). Appliziertes LL-37 bewirkte eine Neovaskularisation im Chorioallantoismembran-Assay des Hühnerembryos und in einem Kaninchenmodell der Hinterlaufischämie und aktivierte kultivierte Endothelzellen direkt, mit gesteigerter Proliferation und Bildung gefäßähnlicher Strukturen, über FPRL1; Mäuse ohne CRAMP, das murine Homolog, zeigten eine verminderte Vaskularisation während der Wundreparatur⁴. In organkultivierter menschlicher Haut hemmten Antikörper gegen LL-37 die Reepithelisierung konzentrationsabhängig (Heilborn 2003, PMID 12603850).
• Antimikrobielle Aktivität (in vitro). LL-37 hatte MHK-Werte unter 10 µg/ml gegen Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typhimurium, Escherichia coli, Listeria monocytogenes, Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus aureus und vancomycinresistente Enterokokken, auch in Medien mit 100 mM NaCl, war aber im Allgemeinen weniger potent als Protegrin-1; methicillinresistente S. aureus, Proteus mirabilis und Candida albicans waren nur in salzarmen Medien empfindlich, und Burkholderia cepacia war unter beiden Bedingungen resistent. Es permeabilisierte die äußere und innere Membran von E. coli und band E.-coli-Lipopolysaccharid mit hoher Affinität und positiver Kooperativität (Hill-Koeffizient 2,02)⁵. Sein α-helikaler Anteil, induziert durch Anionen wie Hydrogencarbonat oder Sulfat, korrelierte mit der antibakteriellen Aktivität, und die MHK gegen E. coli betrug 5 µM⁷.
• Anti-Biofilm-Aktivität (in vitro). LL-37 hemmte die Biofilmbildung von Pseudomonas aeruginosa bei 0,5 µg/ml, weit unter der planktonischen MHK von 64 µg/ml, und wirkte auch auf vorgewachsene Biofilme; es verminderte die Anheftung der Bakterien, stimulierte die Twitching-Motilität und beeinflusste die Quorum-Sensing-Systeme Las und Rhl, was zur Herunterregulierung von für die Biofilmentwicklung essenziellen Genen führte. Das Mauspeptid CRAMP (67 % Identität), Polymyxin B und Bac2A hemmten die Biofilmbildung in subinhibitorischen Konzentrationen nicht⁶.
• Rekrutierung von Immunzellen und angeborene Immunsignalwege. LL-37 wirkte chemotaktisch auf humane Monozyten, neutrophile Granulozyten und T-Lymphozyten und löste in Monozyten über FPRL1 eine Calciummobilisierung aus (Yang 2000, PMID 11015447). In humanen plasmazytoiden dendritischen Zellen band LL-37 körpereigene DNA zu aggregierten, kondensierten Strukturen, die in frühen endozytischen Kompartimenten verblieben und über den Toll-like-Rezeptor 9 die Interferonbildung auslösten⁸. Bei Mäusen mit Sepsis nach Zökumligatur und -punktion verbesserte intravenös gegebenes LL-37 das Überleben und hemmte die Pyroptose peritonealer Makrophagen (Hu 2016, PMID 26746575).

Berichtete Nebenwirkungen und Verträglichkeit

• Unerwünschte Ereignisse in der Phase-IIb-Studie. 122 unerwünschte Ereignisse wurden von 64 der 148 behandelten Patienten (43,2 %) berichtet: mindestens ein Ereignis bei 20 von 48 (niedrigere Konzentration), 24 von 49 (höhere Konzentration) und 20 von 51 Patienten (Placebo), mit insgesamt 49, 45 und 28 Ereignissen. Die höheren Gesamtzahlen in den aktiven Gruppen wurden überwiegend auf erfasste Abweichungen der aufgetragenen Menge vom Plan (meist weniger als 30 %) und auf ein Erysipel bei fünf Patienten zurückgeführt, bei keinem davon an der Zielwunde².
• Zusammenhang, schwerwiegende Ereignisse und Todesfälle. Sechs Ereignisse bei vier Patienten (2,7 %) wurden als möglicherweise mit dem Prüfpräparat zusammenhängend eingestuft — Wundinfektion (zwei Meldungen, ein Patient) und Dermatitis (zwei Meldungen, ein Patient) unter der niedrigeren Konzentration, periphere Schwellung unter der höheren Konzentration und tiefe Phlebitis unter Placebo — und keines als wahrscheinlich zusammenhängend. Es gab keine Todesfälle; 12 nicht tödliche schwerwiegende unerwünschte Ereignisse traten bei 11 Patienten (7,4 %) auf, keines davon als mit dem Prüfpräparat zusammenhängend bewertet (4, 7 und 1 schwerwiegende Ereignisse unter der niedrigeren Konzentration, der höheren Konzentration und Placebo)². Fünf Patienten der Gruppe mit der höheren Konzentration brachen die Behandlung oder die Studie wegen unerwünschter oder schwerwiegender unerwünschter Ereignisse ab (Femurfraktur, Fraktur der unteren Extremität, tiefe Venenthrombose, zerebrovaskulärer Insult, erhöhtes Blutkreatinin), die alle als unwahrscheinlich mit dem Prüfpräparat zusammenhängend bewertet wurden².
• Lokale Reaktionen und Infektionen am Ulkus. Rötung, Ödem und erhöhte Temperatur am Zielulkus wurden bei 42,6 %, 39,2 % und 20,3 % aller Patienten berichtet, überwiegend leicht oder mäßig und ohne einheitliche Unterschiede zwischen den Gruppen; Infektionen des Zielulkus traten bei 1 (2,1 %), 2 (4,1 %) und 3 Patienten (5,9 %) unter der niedrigeren Konzentration, der höheren Konzentration und Placebo auf, und die Vitalzeichen zeigten keine einheitlichen gruppenbezogenen Veränderungen; hämatologische und klinisch-chemische Werte zeigten keine klinisch relevanten Unterschiede zwischen den Gruppen, jedoch hatten vier Patienten der aktiven Gruppen klinisch signifikante Abweichungen dieser Werte im Zusammenhang mit unerwünschten Ereignissen².
• Kleinere topische Studien. In der Erstanwendung am Menschen (n = 34) gab es keine Sicherheitsbedenken hinsichtlich lokaler oder systemischer unerwünschter Ereignisse; der Abstract nennt keine Ereigniszahlen¹. In der Studie zu diabetischen Fußulzera (n = 25) wurde keine direkt durch die Creme verursachte Nebenwirkung beobachtet; einer von 13 Patienten der LL-37-Gruppe hatte eine leichte irritative Kontaktdermatitis, die auf übermäßiges Wundexsudat zurückgeführt wurde und nach Ergänzung eines saugfähigen Schaumverbands abklang³.
• Zytotoxizität (in vitro). Bei 13-25 µM war LL-37 für mehrere eukaryotische Zelltypen zytotoxisch, bei einer MHK von 5 µM gegen E. coli; in Gegenwart von Humanserum waren sowohl seine antibakterielle als auch seine zytotoxische Aktivität gehemmt⁷.
• Proinflammatorische und autoimmunitätsbezogene Mechanismen. Bei Psoriasis wurde LL-37 als Schlüsselfaktor der Aktivierung plasmazytoider dendritischer Zellen durch körpereigene DNA identifiziert, und die Autoren vermuten, dass dieser Signalweg Autoimmunität antreiben könnte⁸. Bei Mäusen verstärkte die Injektion der bei Rosazea gefundenen Cathelicidin-Peptide die Hautentzündung (Yamasaki 2007, PMID 17676051).
• Intratumorale Injektion und Zellwachstum. Ein Fallbericht aus einer Phase-1-Studie mit intratumoralen LL-37-Injektionen bei Melanom beschreibt bei einer Patientin etwa 45 Tage nach Beginn von 8 wöchentlichen Injektionen multiple verruköse Papeln und eine vesikulobullöse Läsion an Rumpf und Extremitäten; 11 von 12 Biopsien zeigten ein lichenoides entzündliches Infiltrat mit darüberliegender atypischer Plattenepithelproliferation mit verrukösen und keratoakanthomartigen Merkmalen; alle Läsionen bildeten sich innerhalb von 2 Monaten nach Beendigung der Injektionen zurück (Dolkar 2018, PMID 29665030). In vitro steigerte exogenes LL-37 bei 5 ng/ml die Proliferation und das verankerungsunabhängige Koloniewachstum von Lungenkrebs-Zelllinien (von Haussen 2008, PMID 17764778), und synthetisches LL-37 steigerte die Proliferation humaner Epithelzelllinien (Heilborn 2005, PMID 15609314). In Nacktmäusen zeigten subkutan injizierte Lungenkrebszellen, die das Peptid überexprimierten, eine erhöhte Tumorigenität und bildeten signifikant größere Tumoren (von Haussen 2008, PMID 17764778). Langzeit-Sicherheitsdaten und Sicherheitsdaten nach systemischer Gabe wurden unter den zitierten Arbeiten nicht gefunden.

Grenzen der Evidenz. Die kontrollierten Humandaten bestehen aus drei kleinen bis mittelgroßen topischen Studien bei chronischen Wunden (n = 34, 148 und 25)^1,2,3; die größte zeigte in ihrer Gesamtpopulation keinen signifikanten Unterschied zu Placebo, und ihre positiven Ergebnisse stammen aus einer Post-hoc-Untergruppe; nur 63,5 % der Patienten nahmen mindestens einen der beiden Nachbeobachtungstermine nach der Behandlung wahr (COVID-19-Beschränkungen), sodass keine Aussage zu Gruppenunterschieden beim Wiederaufbrechen abgeheilter Ulzera möglich war². Die Phase-IIb-Studie wurde vom Entwickler finanziert²; die Erstanwendungsstudie am Menschen ließ sich nur anhand ihres Abstracts prüfen (kein Volltext in PubMed Central), der keine Fallzahlen je Gruppe oder Ereigniszahlen nennt, und ihre höchste Konzentration unterschied sich nicht von Placebo¹. Die Studie zu diabetischen Fußulzera war sehr klein, dauerte 4 Wochen und hatte in der LL-37-Gruppe einen höheren IL-1α-Ausgangswert, und ihr signifikanter Endpunkt war der Granulationsindex, nicht die Wundfläche³. Die In-vitro-Aktivität hängt stark von Salzgehalt, Ionen und Serum ab, und die MHK-Werte unterscheiden sich zwischen den Assays^5,6,7; Teile der mechanistischen Evidenz betreffen das körpereigene Cathelicidin in Knockout-Mäusen oder erkranktem Gewebe statt des applizierten Peptids, und die Abstracts dieser Studien nennen kaum Effektgrößen^4,8. Keiner der hier zusammengefassten Befunde belegt Wirksamkeit oder Sicherheit für irgendeine Anwendung außerhalb der beschriebenen Forschungsmodelle.

Literatur

1. Grönberg A, Mahlapuu M, Ståhle M, Whately-Smith C, Rollman O (2014). 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 and Regeneration. PMID 25041740 DOI Humanstudie
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Dieser Abschnitt fasst Befunde aus der zitierten, begutachteten Fachliteratur zu Informationszwecken zusammen. Er ist keine Aussage über Wirksamkeit oder Sicherheit, enthält bewusst keine Dosierungs- oder Anwendungsangaben und stellt keine medizinische, veterinärmedizinische oder wissenschaftliche Beratung dar. Ergebnisse aus Zellkulturen oder Tiermodellen lassen keine Rückschlüsse auf Wirkungen beim Menschen zu.