LL-37

Übersicht

Herkunft und Entwicklungsgrund

LL-37 ist im engeren Sinne kein „Designer”-Peptid. Es handelt sich um ein Fragment eines humanen Immunmoleküls, das Sie in jedem Neutrophilen, in jedem Hautareal und in jeder Epithelauskleidung tragen. Aus diesem Grund begann seine erste Charakterisierung nicht in einem Labor für computergestütztes Design, sondern im Blut.

Im Jahr 1995 isolierte ein dänisches Team unter der Leitung von Ole Sørensen (Rigshospitalet, Kopenhagen) aus humanen Neutrophilen ein Molekül, das sie hCAP-18 (humanes kationisches antimikrobielles Protein, 18 kDa) nannten. Es gehörte zur Familie der Cathelicidine, einem evolutionär alten Abwehrsystem, das bei Säugetieren vorkommt und das wir mit Hunden, Rindern, Schweinen und Mäusen teilen. Beim Menschen existiert nur ein einziges Cathelicidin, kodiert vom CAMP-Gen auf Chromosom 3p21.3.

Weitere Analysen zeigten, dass der biologisch aktive Teil von hCAP-18 am C-Terminus liegt und durch proteolytische Spaltung von der Pro-Domäne getrennt wird. Das für diese Spaltung verantwortliche spezifische Enzym ist die Proteinase 3 in den sekretorischen Granula der Neutrophilen. Das resultierende Fragment besteht aus 37 Aminosäuren, beginnt mit zwei Leucinen (daher „LL”) und der Begriff LL-37 war geboren.

Sørensen und Kollegen veröffentlichten die Schlüsselarbeit 1997 (Blood). Seitdem gehört LL-37 zu den meistuntersuchten humanen antimikrobiellen Peptiden in der Literatur, mit mehr als 6.000 indexierten Publikationen.

Warum die Forschungsgemeinschaft LL-37 so viel Aufmerksamkeit schenkt

Es gibt drei Hauptgründe, warum LL-37 sich aus der Masse der Peptide hervorhebt:

1. Antibiotikaresistenz. Klassische Antibiotika wirken durch Hemmung spezifischer enzymatischer Schritte (Peptidoglykansynthese, Proteinsynthese, DNA-Replikation). Bakterien haben gegen sie Resistenzen entwickelt, etwa durch Zielmutationen, Efflux-Pumpen oder enzymatischen Abbau. LL-37 wirkt vollkommen anders. Es greift die physikalische Integrität der Bakterienmembran an. Dieser Mechanismus lässt sich durch Mutation viel schwerer umgehen, weshalb LL-37 (und verwandte Peptide) eine der vielversprechendsten Richtungen in der Entwicklung von Antibiotika-Alternativen gegen resistente Stämme wie zum Beispiel MRSA, VRE oder multiresistente Pseudomonas darstellen.

2. Heilung chronischer Wunden. Bei chronischen venösen Ulzera, diabetischen Ulzera und Verbrennungen ist der Spiegel des endogenen LL-37 im Epithel reduziert (Heilborn 2003). Die Supplementierung von LL-37 direkt in die Wunde zeigte in einer klinischen Studie (Gronberg 2014) einen schnelleren Verschluss von Defekten bei schwer heilenden Ulzera. Der Mechanismus umfasst die gleichzeitige Stimulation von Keratinozyten, Neoangiogenese und antimikrobielle Aktivität, was bei der Wundheilung stets erforderlich ist.

3. Immunmodulatorische Doppelnatur. Dies ist die ehrliche Seite, die in Marketingtexten selten sichtbar wird. LL-37 ist nicht „universell vorteilhaft”. Bei Psoriasis wurde festgestellt, dass LL-37 Eigen-DNA aus geschädigten Zellen bindet und einen Komplex bildet, der plasmazytoide dendritische Zellen über TLR9 aktiviert (Lande 2007). Es entsteht eine pro-entzündliche Schleife, die den chronischen psoriatischen Zustand aufrechterhält. LL-37 in psoriatischer Haut ist daher ein Mediator der Krankheit, kein Arzneimittel. Sie müssen diese Komplexität verstehen, wenn Sie mit dem Peptid arbeiten.

Wirkmechanismus, was es auf zellulärer Ebene bewirkt

LL-37 ist ein seltener Fall eines Peptids mit mehreren parallelen Mechanismen. Es ist kein Molekül nach dem Prinzip „ein Ziel, ein Effekt”. Es ist vielmehr ein modulares Werkzeug der angeborenen Immunität.

Direkte antimikrobielle Aktivität durch Membranstörung

LL-37 ist kationisch (Nettoladung +6 bei physiologischem pH) und amphipathisch (eine Seite der α-Helix ist hydrophob, die andere hydrophil). Bakterienmembranen haben negativ geladene Phospholipide auf dem äußeren Blatt (insbesondere Phosphatidylglycerol bei Gram-positiven, Lipopolysaccharid bei Gram-negativen). Eukaryotische Membranen haben überwiegend neutrales Phosphatidylcholin auf dem äußeren Blatt.

Dies ist das Selektivitätsprinzip. LL-37 wird elektrostatisch von der Bakterienmembran angezogen, faltet sich lokal in eine α-helikale Struktur und inseriert sich als amphipathische Helix in die Lipiddoppelschicht. Bei ausreichender Konzentration bildet es Transmembranporen (der sogenannte „Barrel-Stave”- oder „Toroidal-Pore”-Mechanismus). Die Bakterienzelle verliert die Ionenhomöostase, lysiert osmotisch und stirbt.

Das Aktivitätsspektrum ist sehr breit:

• Gram-positive Bakterien, einschließlich MRSA, VRE, Streptococcus pyogenes
• Gram-negative Bakterien, einschließlich E. coli, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella
• Mykobakterien, einschließlich partieller Aktivität gegen M. tuberculosis in vitro
• Umhüllte Viren: HSV-1, HSV-2, HIV, RSV, Influenza, mit einer erwarteten Wirkung auch gegen SARS-CoV-2 über Hüllen-Disruption
• Pilze, insbesondere Candida albicans

Immunmodulation, LPS-Neutralisierung und Zytokin-Modulation

LL-37 leistet noch etwas Zweites, das im Kontext von Sepsis und chronischer Entzündung sogar wichtiger sein könnte als die direkte antimikrobielle Aktivität. Es bindet Lipopolysaccharid (LPS), das Endotoxin gramnegativer Bakterien, und neutralisiert dessen Fähigkeit, TLR4 auf Makrophagen zu aktivieren. Das bedeutet, dass LL-37 bei einer systemischen Infektion nicht nur Bakterien tötet, sondern auch die pro-entzündliche Reaktion dämpft, die andernfalls zum septischen Schock führen würde.

Über den FPR2/ALX-Rezeptor (Formyl-Peptid-Rezeptor 2, der an Lipoxin A4 gebunden ist) aktiviert LL-37 die Chemotaxis von:

• Neutrophilen
• Monozyten
• T-Lymphozyten
• Mastzellen

Gleichzeitig moduliert es die Zytokinproduktion. In manchen Kontexten dämpft es IL-6 und TNF-α (entzündungshemmend), in anderen (Psoriasis, Lupus) erhöht es sie. Kontextabhängigkeit ist das Hauptmerkmal von LL-37, das die therapeutische Anwendung erschwert.

Wundheilung über EGFR-Transaktivierung

Tokumaru et al. (2005) zeigten, dass LL-37 in Keratinozyten den epidermalen Wachstumsfaktor-Rezeptor (EGFR) aktiviert, jedoch indirekt. Der Mechanismus ist interessant. LL-37 löst über die Aktivierung von Metalloproteinasen (insbesondere ADAM17) die Freisetzung von membrangebundenem HB-EGF (Heparin-bindender EGF-ähnlicher Wachstumsfaktor) aus, und das freigesetzte HB-EGF aktiviert dann EGFR autokrin oder parakrin. Ergebnis: Migration und Proliferation der Keratinozyten, Reepithelisierung der Wunde.

Heilborn et al. (2003) ergänzten dieses Bild mit der Beobachtung, dass die LL-37-Expression im Epithel bei chronischen Ulzera reduziert ist im Vergleich zu akuten Wunden. Dies führte zu der Hypothese, dass eine LL-37-Substitution die Heilungskapazität wiederherstellen könnte. Dies wurde in der Phase-1/2-Studie von Gronberg bestätigt.

Stimulation der Angiogenese

Über den FPR2-Rezeptor auf Endothelzellen stimuliert LL-37 die endotheliale Zellwanderung und die Bildung kapillarer Röhren. Dieser angiogene Effekt ist wichtig für die Heilung ischämischer Gewebe (diabetische Ulzera, Verbrennungen), wirft jedoch parallel Vorsicht in Onkologiemodellen auf, wo unerwünschte Angiogenese das Tumorwachstum unterstützt.

Untersuchte Anwendungen

Die veröffentlichte präklinische und klinische Literatur dokumentiert die Wirkungen von LL-37 in folgenden Bereichen:

• Antimikrobielle Therapie resistenter Stämme (MRSA, VRE, multiresistente Pseudomonas)
• Heilung chronischer Ulzera, Phase-1/2-Daten (Gronberg 2014)
• Diabetische Ulzera in präklinischen Modellen
• Verbrennungen, Unterstützung der Reepithelisierung
• Sepsis-Modelle durch LPS-Neutralisierung
• Mukoviszidose und pulmonale Infektionen (Pseudomonas)
• CED, Morbus Crohn, Colitis ulcerosa in Tiermodellen
• Atopische Dermatitis, bei der endogenes LL-37 reduziert ist
• Psoriasis als Mediator einer pathologischen Schleife (in diesem Kontext ist LL-37 keine Therapie, sondern ein Ziel der Hemmung)
• Rosazea, bei der eine erhöhte Expression von Kallikrein 5 LL-37 überproduziert
• Onkologische Forschung, apoptotische Effekte auf Tumorzellen (kontextabhängig)
• Antivirale Forschung, einschließlich hypothetischer Schutzwirkung gegen SARS-CoV-2

Wissenschaft & Studien

Wichtige Publikationen

Sørensen O.E., et al. (1997). The human antibacterial cathelicidin, hCAP-18, is synthesized in myelocytes and metamyelocytes and localized to specific granules in neutrophils. Blood. 90(7):2796-2803. Originale Beschreibung der Biosynthese und Lokalisierung.

Nizet V., et al. (2001). Innate antimicrobial peptide protects the skin from invasive bacterial infection. Nature. 414(6862):454-457. In-vivo-Nachweis der Schutzfunktion in der Haut.

Heilborn J.D., et al. (2003). The cathelicidin anti-microbial peptide LL-37 is involved in re-epithelialization of human skin wounds and is lacking in chronic ulcer epithelium. J Invest Dermatol. 120(3):379-389. Schlüsselbeobachtung zu chronischen Ulzera.

Tokumaru S., et al. (2005). Induction of keratinocyte migration via transactivation of the epidermal growth factor receptor by the antimicrobial peptide LL-37. J Immunol. 175(7):4662-4668. EGFR-Transaktivierungsmechanismus.

Lande R., et al. (2007). Plasmacytoid dendritic cells sense self-DNA coupled with antimicrobial peptide. Nature. 449(7162):564-569. Doppelnatur von LL-37 bei Psoriasis.

Carretero M., et al. (2008). In vitro and in vivo wound healing-promoting activities of human cathelicidin LL-37. J Invest Dermatol. 128(1):223-236. Umfassende Validierung der heilenden Wirkung.

Gronberg A., et al. (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 Regen. 22(5):613-621. Klinische Phase-1/2-Studie.

Detaillierte Studienbeschreibungen

Studie 1: Sørensen 1997, originale Charakterisierung

Zitat: Sørensen O.E., Follin P., Johnsen A.H., et al. The human antibacterial cathelicidin, hCAP-18, is synthesized in myelocytes and metamyelocytes and localized to specific granules in neutrophils. Blood. 1997;90(7):2796-2803.

Was sie taten: Isolierung von hCAP-18 aus humanen Neutrophilen, Sequenzierung, Identifizierung des Syntheseorts und der Granula-Lokalisierung. Verwendete Methoden: Chromatographie, Massenspektrometrie, Knochenmark-Immunhistochemie, Immunelektronenmikroskopie der Neutrophilen, In-vitro-Spaltung durch Proteinase 3 und Charakterisierung des C-terminalen LL-37-Fragments.

Was sie fanden:

• hCAP-18 wird während des Stadiums der Myelozyten und Metamyelozyten der Neutrophilenentwicklung im Knochenmark synthetisiert.
• Es ist in spezifischen Granula (sekundären Granula) lokalisiert, nicht in primären azurophilen Granula.
• Bei der Degranulation wird hCAP-18 extrazellulär freigesetzt, und Proteinase 3 (aus azurophilen Granula) spaltet es proteolytisch in die Pro-Domäne und das aktive C-terminale LL-37-Fragment.
• LL-37 zeigt antimikrobielle Aktivität gegen E. coli und Staphylococcus aureus in mikromolaren Konzentrationen.
• Das vollständige hCAP-18 (ohne Spaltung) ist biologisch inaktiv.

Warum es relevant ist: Diese Studie definierte die Biologie von LL-37 im menschlichen Körper. Ohne Sørensens Entdeckung wüssten wir nicht, dass LL-37 ein „versteckter” Vorläufer im Granula-System der Neutrophilen ist, der durch kontrollierte enzymatische Spaltung aktiviert wird. Alle nachfolgenden Forschungen, einschließlich therapeutischer Versuche, synthetisches LL-37 direkt ohne Abhängigkeit von Proteinase 3 zu verabreichen, bauen auf dieser Erkenntnis auf.

Studie 2: Nizet 2001, In-vivo-Schutzfunktion in der Haut

Zitat: Nizet V., Ohtake T., Lauth X., et al. Innate antimicrobial peptide protects the skin from invasive bacterial infection. Nature. 2001;414(6862):454-457.

Was sie taten: Sie verwendeten Knockout-Mäuse für Cathelicidin (CRAMP, das murine Äquivalent von LL-37), setzten sie einer kutanen Inokulation mit Streptokokken der Gruppe A (Streptococcus pyogenes) aus und verglichen sie mit Wildtyp-Mäusen. Beurteilt wurden Läsionsgröße, Bakterienlast und Histologie.

Was sie fanden:

• Knockout-Mäuse entwickelten deutlich größere und invasivere kutane Läsionen als Wildtyp-Kontrollen.
• Die Bakterienlast in lokalen Geweben war bei Knockout-Mäusen 5- bis 10-fach höher.
• In vitro wiesen die aus Knockout-Mäusen isolierten Bakterien dieselbe Empfindlichkeit gegenüber CRAMP auf wie Referenzstämme. Der Defekt lag also in der Wirtsabwehr, nicht im Erreger.
• Eine Supplementierung von exogenem CRAMP in die Läsionen stellte den Schutz bei Knockout-Mäusen teilweise wieder her.

Warum es relevant ist: Dies war der erste klare In-vivo-Nachweis, dass Cathelicidin für die normale Hautabwehr gegen bakterielle Infektion erforderlich ist. Es hob LL-37 (und CRAMP bei Mäusen) von der Rolle eines „interessanten In-vitro-Moleküls” zu einer Schlüsselkomponente der angeborenen Immunität. Das Knockout-Modell bleibt der Goldstandard für die Untersuchung der Rolle von AMPs in verschiedenen Geweben.

Studie 3: Heilborn 2003, LL-37-Defizit bei chronischen Ulzera

Zitat: Heilborn J.D., Nilsson M.F., Kratz G., et al. The cathelicidin anti-microbial peptide LL-37 is involved in re-epithelialization of human skin wounds and is lacking in chronic ulcer epithelium. J Invest Dermatol. 2003;120(3):379-389.

Was sie taten: Immunhistochemische Analyse von Biopsien aus akuten Wunden (chirurgische Wunden 3 bis 7 Tage nach der Inzision) und chronischen Wunden (venösen Ulzera, diabetischen Ulzera) bei menschlichen Patienten. Parallel dazu ein In-vitro-Experiment, bei dem sie LL-37 in einem ex vivo Hautwundmodell blockierten und die Auswirkung auf die Reepithelisierung beurteilten.

Was sie fanden:

• In akuten Wunden wird LL-37 stark in migrierenden Keratinozyten am Wundrand exprimiert, wo aktiv eine Reepithelisierung stattfindet.
• In chronischen Ulzera ist LL-37 trotz erhöhter bakterieller Besiedlung (die normalerweise seine Expression induzieren würde) nahezu im Epithel abwesend.
• Eine In-vitro-Blockade von LL-37 mit Antikörpern oder Antisense-Oligonukleotiden stoppte die Reepithelisierung im ex vivo Hautwundmodell.
• Die Supplementierung von synthetischem LL-37 in das Modell stellte die Reepithelisierung unter Blockadebedingungen wieder her.

Warum es relevant ist: Heilborn und Kollegen verknüpften das Defizit an endogenem LL-37 mit der Pathophysiologie chronischer Wunden. Dies führte zur Hypothese, dass die Substitution mit synthetischem LL-37 eine therapeutische Strategie für venöse Ulzera, diabetische Ulzera und andere schwer heilende Defekte sein könnte. Diese Hypothese wurde zehn Jahre später in der Phase-1/2-Studie von Gronberg klinisch bestätigt.

Studie 4: Tokumaru 2005, EGFR-Transaktivierung in Keratinozyten

Zitat: Tokumaru S., Sayama K., Shirakata Y., et al. Induction of keratinocyte migration via transactivation of the epidermal growth factor receptor by the antimicrobial peptide LL-37. J Immunol. 2005;175(7):4662-4668.

Was sie taten: Stimulation humaner Keratinozyten mit LL-37 in Kultur und Beurteilung von:

• Migration in einem Scratch-Wound-Assay
• Phosphorylierung von EGFR und nachgeschalteten Kinasen (ERK1/2, Akt)
• Verwendung eines EGFR-Inhibitors (AG1478) und von Metalloproteinase-Inhibitoren (GM6001, TAPI-1)
• Freisetzung von HB-EGF von der Zelloberfläche

Was sie fanden:

• LL-37 in Konzentrationen von 1 bis 10 µM stimuliert die Keratinozytenmigration im Scratch-Assay stark.
• LL-37 induziert innerhalb von 5 bis 15 Minuten eine EGFR-Phosphorylierung, mit nachgeschalteter Aktivierung von ERK1/2.
• Der EGFR-Inhibitor AG1478 blockiert vollständig den migratorischen Effekt von LL-37.
• Der ADAM-Metalloproteinase-Inhibitor (TAPI-1) blockiert ebenfalls die Migration und bestätigt, dass EGFR indirekt über das Shedding von HB-EGF aktiviert wird.
• LL-37 bindet EGFR nicht direkt; der Mechanismus ist eine Transaktivierung über metalloproteinase-abhängige Ligandenfreisetzung.

Warum es relevant ist: Diese Studie enthüllte den konkreten molekularen Mechanismus, durch den LL-37 die Heilung unterstützt. Daraus folgt, dass LL-37 nicht nur ein „Antibiotikum” ist, sondern auch ein Wachstumsfaktor-Modulator, der den EGFR-Signalweg ansteuert, einen der wichtigsten Signalwege bei der epithelialen Regeneration. Das Verständnis dieses Mechanismus eröffnete den Weg für weitere Studien, die LL-37 mit exogenen Wachstumsfaktoren kombinieren.

Studie 5: Lande 2007, Doppelnatur bei Psoriasis

Zitat: Lande R., Gregorio J., Facchinetti V., et al. Plasmacytoid dendritic cells sense self-DNA coupled with antimicrobial peptide. Nature. 2007;449(7162):564-569.

Was sie taten: Untersuchung psoriatischer Haut und ein In-vitro-Modell mit plasmazytoiden dendritischen Zellen (pDC). Die Frage: Warum haben Psoriasis-Patienten, die erhöhte LL-37-Werte in der Haut aufweisen, paradoxerweise keinen besseren Schutz vor Infektionen, sondern stattdessen eine chronische Entzündung? Die Experimente umfassten:

• Immunfluoreszenz-Lokalisierung von LL-37 und Eigen-DNA in psoriatischen Läsionen
• In-vitro-Stimulation von pDC mit Kombinationen aus LL-37 + DNA aus verschiedenen Quellen
• Messung der IFN-α-Produktion durch pDC
• TLR9-Inhibitionsexperimente

Was sie fanden:

• In psoriatischer Haut ist LL-37 mit Eigen-DNA kolokalisiert, die aus geschädigten Keratinozyten freigesetzt wird.
• LL-37 bindet DNA über kationische Wechselwirkungen und transportiert sie in die pDC-Endosomen.
• Im Endosom aktiviert die DNA den TLR9, der normalerweise nicht auf Eigen-DNA reagiert (weil diese DNA im Zellkern sequestriert ist und TLR9 nicht erreicht).
• Aktiviertes TLR9 löst eine massive Produktion von Interferon α (IFN-α) aus, der treibenden Kraft der psoriatischen Entzündung.
• Ohne LL-37 stimuliert Eigen-DNA allein die pDC nicht. Die Kombination aus LL-37 + DNA ist ein qualitativ anderes Signal als jedes für sich.

Warum es relevant ist: Dies ist eine kritische Publikation, die jeder Forschungsnutzer von LL-37 kennen muss. Sie zeigt, dass LL-37 kein universell „gutes” Peptid ist. In manchen Kontexten (Psoriasis, Lupus, bestimmte Autoimmunerkrankungen) ist es ein Mediator der Pathologie, keine Behandlung. Aus Forschungsperspektive bedeutet das, dass Kontextspezifität bei LL-37 wichtiger ist als bei anderen Peptiden. Sie können nicht einfach „LL-37 anwenden” und einen Schutzeffekt erwarten. Es hängt vom Gewebemilieu, dem Vorhandensein von DNA und dem Typ der Immunzellen ab.

Studie 6: Carretero 2008, umfassende Validierung der heilenden Wirkung

Zitat: Carretero M., Escámez M.J., García M., et al. In vitro and in vivo wound healing-promoting activities of human cathelicidin LL-37. J Invest Dermatol. 2008;128(1):223-236.

Was sie taten: Ein umfassendes experimentelles Programm, das In-vitro- und In-vivo-Daten verknüpfte:

• Stimulation humaner Keratinozyten und Fibroblasten mit LL-37, Messung von Proliferation, Migration und Matrixprotein-Produktion.
• In-vivo-Mausmodell mit Exzisionswunden, lokale Anwendung von LL-37 in einer Hydrogel-Formulierung vs. Kontrolle.
• Beurteilung der Wundverschlusskinetik, der Narbengewebsqualität und der Kapillardichte.
• Mechanistische Analyse der FPR2-Rezeptorbeteiligung.

Was sie fanden:

• LL-37 in Konzentrationen von 1 bis 5 µM stimulierte die Proliferation von Keratinozyten um 30 bis 60 % über dem Ausgangswert und von Fibroblasten um 20 bis 40 %.
• LL-37 stimulierte die Angiogenese stark in einem In-vitro-Röhrenbildungsassay mit Endothelzellen (HUVEC).
• In vivo: Mit LL-37 behandelte Mäuse zeigten einen um 25 bis 35 % schnelleren Wundverschluss im Vergleich zur Kontrolle (Tage 7 und 14).
• Die Kapillardichte in heilenden Wunden war in der LL-37-Gruppe deutlich höher.
• FPR2-Antagonisten blockierten teilweise den angiogenen und migratorischen Effekt von LL-37 und bestätigten die Beteiligung dieses Rezeptors.

Warum es relevant ist: Die Studie von Carretero kombinierte die zellulären, mechanistischen und In-vivo-Ebenen zu einer kohärenten Validierung der heilenden Wirkung von LL-37. Sie schuf die Evidenzgrundlage für die klinische Translation und diente einige Jahre später als eine der Hauptreferenzen in der Phase-1/2-Studie von Gronberg.

Studie 7: Gronberg 2014, klinische Phase-1/2-Studie zur Heilung venöser Ulzera

Zitat: Gronberg A., Mahlapuu M., Stahle M., Whately-Smith C., Rollman O. 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 Regen. 2014;22(5):613-621.

Was sie taten: Randomisierte, placebokontrollierte, doppelblinde klinische Phase-1/2-Studie. Eingeschlossen wurden Patienten mit chronischen venösen Beinulzera, die auf die Standardversorgung nicht angesprochen hatten. Randomisierung: lokale Anwendung von synthetischem LL-37 in einer Hydrogel-Formulierung in drei Dosen (0,5, 1,6, 3,2 mg/ml) vs. Hydrogel-Placebo, zweimal wöchentlich über 4 Wochen. Nachbeobachtung von 8 Wochen. Beurteilung: Sicherheit, Verringerung der Wundgröße, mikrobielle Besiedlung, lokale Reaktionen.

Was sie fanden:

• Keine schwerwiegenden unerwünschten Ereignisse im Zusammenhang mit LL-37 in irgendeiner Gruppe.
• Die lokale Verträglichkeit war gut; ein leichtes Stechen bei der Anwendung wurde von <10 % der Patienten berichtet.
• Statistisch signifikante Beschleunigung der Heilung in den LL-37-Gruppen mit 0,5 und 1,6 mg/ml gegenüber Placebo.
• Die höchste Dosis von 3,2 mg/ml zeigte paradoxerweise einen geringeren Effekt und deutete auf eine glockenförmige Dosis-Wirkungs-Kurve hin (ein typisches Phänomen für Immunmodulatoren).
• Die Bakterienlast in der Wunde veränderte sich nicht signifikant; der Heilungseffekt war also nicht primär antimikrobiell, sondern regenerativ.

Warum es relevant ist: Dies ist die erste und bisher einzige veröffentlichte randomisierte klinische Studie zu LL-37 beim Menschen. Sie validierte das Konzept einer therapeutischen LL-37-Supplementierung in der Indikation chronischer Ulzera. Der vollständige Registrierungsprozess wurde jedoch nicht weitergeführt. Das schwedische Unternehmen Pergamum AB, das die Studie sponserte, wurde später von Promore Pharma übernommen, und das klinische Programm zu LL-37 erfuhr eine weitere Umstrukturierung. Im Forschungskontext bleibt die Studie von Gronberg jedoch ein Schlüsselreferenzpunkt für Sicherheit und Wirksamkeit von LL-37.

CoA, Analysenzertifikat

HPLC-Analyse der Charge 2026-04-L

• Reinheit: ≥ 98,2 % (HPLC-UV bei 220 nm)
• Identität: bestätigt durch Massenspektrometrie (MS, ESI+, MW 4.493,33 Da)
• Endotoxine: < 1,0 EU/mg (LAL-Test, Messung der Kontamination mit Bakterientoxinen)
• Mikrobielle Kontamination: erfüllt USP <61>
• Restlösungsmittel: erfüllt ICH Q3C
• TFA-Rückstände: < 1,5 %
• Peptidgehalt (AAA, Aminosäureanalyse): 75 bis 85 % (Rest Salz und Wasser, typisch für ein Peptid dieser Größe)
• Sekundärstruktur: bestätigt durch CD-Spektroskopie (Random Coil in PBS, induzierbare α-Helix in 50 % TFE)
• Profil verwandter Verunreinigungen: Deletionssequenzen, oxidierte Formen < 0,5 % je

[CoA herunterladen (PDF)], [SDS herunterladen (PDF)]

Unabhängiges Analyselabor (Drittverifizierung). Originales Hersteller-CoA auf Anfrage für B2B-Partner verfügbar.

Hinweis zur Synthese: LL-37 mit 37 Aminosäuren ist fast fünfmal länger als ein typisches kürzeres Peptid in unserem Katalog (z. B. hat BPC-157 15 aa, AOD-9604 16 aa). Das bedeutet deutlich mehr Synthese-Schritte, ein höheres Risiko für Deletionssequenzen und eine anspruchsvollere Aufreinigung. MOLEQUA wendet eine mehrstufige HPLC-Aufreinigung an (erste Runde für Reinheit, zweite Runde für Salzaustausch) und überprüft die Sekundärstruktur jeder Charge per CD-Spektroskopie. Aus diesem Grund gehört LL-37 zu unseren Premium-Tier-Produkten.

Lagerung

Lyophilisat (Trockenpulver vor der Rekonstitution)

• 2 Jahre bei −20 °C (Gefrierschrank)
• 18 Monate bei 2 bis 8 °C (Kühlschrank)
• Bis zu 14 Tage bei Raumtemperatur (bis zu 25 °C), lichtgeschützt und vor Feuchtigkeit geschützt. LL-37 ist empfindlicher als kürzere Peptide, daher wird eine längere Exposition bei Raumtemperatur nicht empfohlen.

Nach der Rekonstitution (Peptid in Lösung mit bakteriostatischem Wasser)

• Bis zu 30 Tage bei 2 bis 8 °C, lichtgeschützt
• LL-37 in Lösung ist empfindlicher als kürzere Peptide. Vermeiden Sie saure Bedingungen (pH < 4) und stark alkalische Bedingungen (pH > 9), die den Abbau beschleunigen. Optimaler pH-Wert 5 bis 7.

Praktische Lagerregeln

• Lassen Sie das Fläschchen auf Raumtemperatur erwärmen (15 bis 20 Min.), bevor Sie es öffnen. Ein kaltes Fläschchen und warme Luft erzeugen Feuchtigkeitskondensation im Inneren.
• LL-37 ist ein amphipathisches Peptid. Es kann in geringem Maße bei längerer Lagerung in Lösung an den Glaswänden des Fläschchens „kleben”. Das ist ein normales Phänomen; sanftes Schwenken löst das Peptid wieder.
• Dunkelheit ist wichtig. LL-37 enthält kein Tryptophan (die empfindlichste aromatische Aminosäure), enthält aber Phenylalanin und Tyrosin, die ebenfalls auf UV-Licht reagieren. In einem braunen Fläschchen oder Karton lagern.
• Nicht schütteln! Mechanische Belastung kann die Sekundärstruktur stören und die Aggregation fördern (ein typisches Problem für amphipathische Peptide).
• Die Lösung sollte klar bleiben. Jede Trübung weist auf Aggregation oder Kontamination hin; verwenden Sie eine solche Probe nicht weiter.
• Vermeiden Sie wiederholte Gefrier-Tau-Zyklen. Wenn Sie ein größeres Volumen rekonstituieren, in Aliquots aufteilen und einmal bei −20 °C oder −80 °C einfrieren.

Rekonstitution

3-Schritte-Visualisierung

1. Rekonstituieren durch Zugabe von bakteriostatischem Wasser entlang der Innenwand des Fläschchens.
2. Messen Sie das erforderliche Volumen mit dem Rechner (Abschnitt 8).
3. Lagern Sie im Kühlschrank bei 2 bis 8 °C, lichtgeschützt.

Detailliertes Protokoll

Was Sie benötigen:

• LL-37-Fläschchen (5 mg Lyophilisat)
• 2 ml bakteriostatisches Wasser (enthält 0,9 % Benzylalkohol, ein Konservierungsmittel, das bakterielles Wachstum verhindert). Alternativ steriles WFI-Wasser oder 0,9 % NaCl, wenn Sie eine konservierungsmittelfreie Lösung wünschen (kürzere Haltbarkeit).
• Insulinspritze 1 ml / 29G
• Alkoholtupfer

Vorgehensweise:

1. Lassen Sie das LL-37-Fläschchen Raumtemperatur erreichen (15 bis 20 Min.). Kaltes Fläschchen und warmes Wasser führen zu Kondensation, die die Peptidstabilität stört.
2. Desinfizieren Sie die Gummistopfen beider Fläschchen (Peptid und BAC-Wasser) mit einem Alkoholtupfer. Lassen Sie den Alkohol verdunsten.
3. Ziehen Sie das erforderliche Volumen BAC-Wasser in die Insulinspritze auf. Der Standard für ein 5-mg-Fläschchen sind 2 ml, was eine Konzentration von 2,5 mg/ml ergibt.
4. Injizieren Sie das Wasser langsam entlang der Innenwand des Fläschchens. Niemals direkt auf das Lyophilisat. Ein starker Strahl kann Schaum erzeugen und die Peptidaggregation induzieren.
5. Lassen Sie das Fläschchen 2 bis 3 Minuten ruhen. LL-37 ist ein längeres Molekül und löst sich langsamer auf als kleinere Peptide. Geben Sie ihm Zeit.
6. Schwenken Sie das Fläschchen vorsichtig in kreisenden Bewegungen (NIEMALS schütteln!) für 60 bis 90 Sekunden, bis sich das gesamte Pulver gelöst hat. Wenn Sie noch Rückstandspartikel sehen, warten Sie eine weitere Minute und wiederholen Sie. Die Lösung sollte vollkommen klar sein, ohne Trübung und ohne schwimmende Partikel.
7. Lagern Sie im Kühlschrank bei 2 bis 8 °C, lichtgeschützt.

Alternative Volumina für unterschiedliche Endkonzentrationen

Faustregel: Für LL-37 empfehlen wir 2 ml Volumen als optimalen Kompromiss. Bei höheren Konzentrationen erhöht sich das Aggregationsrisiko; bei niedrigeren Konzentrationen verringert sich die Haltbarkeit der Lösung. Wenn Sie mit In-vitro-Modellen (Zellkulturen) arbeiten, können Sie einen konzentrierten Stock (5 mg/ml) vorbereiten und im Experiment auf die Arbeitskonzentration verdünnen.

Peptidrechner (interaktives Widget)

Eingaben:

• Peptidmasse im Fläschchen: 5 mg (vorausgefüllt)
• Volumen des Rekonstitutionswassers: Schieberegler 1 bis 10 ml
• Ziel-„Dosis” im Studienprotokoll (mg oder µg)

Ausgaben:

• Konzentration: __ mg/ml
• Volumen pro Dosis: __ ml
• Visualisierung der Insulinspritze: __ IE (auf einer 100-IE-Skala)

Beispiel (lokale Anwendung in einer Hydrogel-Formulierung, entspricht der mittleren Gronberg-2014-Dosis von 1,6 mg/ml): Zur Herstellung einer 1,6-mg/ml-Lösung: 5-mg-Fläschchen plus 3,1 ml BAC ≈ 1,6 mg/ml. Bei 0,5 ml, die auf die Wunde aufgetragen werden, liefert dies 0,8 mg LL-37.

Beispiel (In-vitro-Experiment, Ziel 1 µM in 10 ml Medium): 1 µM LL-37 in 10 ml Medium = 1×10⁻⁶ mol/L × 4493 g/mol × 0,01 L = 45 µg. Aus einem 2,5-mg/ml-Stock entspricht das 18 µl Stocklösung in 10 ml Medium.

Haftungsausschluss: Der Rechner ist ausschließlich für Forschungsberechnungen bei der Replikation veröffentlichter Protokolle gedacht. Er stellt keine medizinische Anleitung und keine Dosierungsempfehlung für Menschen dar.

Kombinationen mit Peptiden, häufig kombinierte Peptide

LL-37 ist in erster Linie ein multifunktionales Peptid mit sowohl antimikrobiellen als auch regenerativen Wirkungen. In Forschungsprotokollen wird es mit Peptiden kombiniert, die spezifische Mechanismen ergänzen.

BPC-157 und TB-500, Wundheilung und Regeneration

Die häufigste Kombination in der Forschungsliteratur zur Heilung von Weichgewebe. BPC-157 unterstützt die Neovaskularisation über VEGFR2 und moduliert die NO-Synthase. TB-500 (Thymosin-β4-Fragment) unterstützt die Zellwanderung und das Aktin-Remodeling. LL-37 trägt eine antimikrobielle Schutzumgebung und die EGFR-vermittelte Keratinozytenmigration bei. Gemeinsam decken sie Vaskularisation, Zellwanderung und antimikrobielle Abwehr ab, drei Schlüsselkomponenten der chronischen Wundheilung.

KPV, entzündungshemmende Komponente für Hautindikationen

KPV (Lys-Pro-Val, ein Tripeptidfragment von α-MSH) hat starke entzündungshemmende Wirkungen über das Melanocortinsystem und die NF-κB-Hemmung. In Kombination mit LL-37 wird es für die atopische Dermatitis untersucht, bei der LL-37 die antimikrobielle Komponente liefert und KPV die chronische Entzündung dämpft. Bei Psoriasis ist die Situation komplexer; KPV kann nützlich sein, aber LL-37 kann kontraproduktiv sein (Lande 2007).

Thymosin α1, immunmodulatorische Synergie

Thymosin α1 ist ein 28-Aminosäuren-Peptid mit komplexer immunmodulatorischer Aktivität, einschließlich der Unterstützung der T-Zell-Reifung und der Aktivierung dendritischer Zellen über TLR9. Die Kombination mit LL-37 wird für antiinfektive Anwendungen (Sepsis, schwere Infektionen bei immungeschwächten Patienten, bestimmte Virusinfektionen) untersucht. Beide Peptide modulieren die angeborene und adaptive Immunität aus verschiedenen Blickwinkeln.

GHK-Cu, dermatologische Synergie

GHK-Cu (ein Tripeptid mit gebundenem Kupfer) ist in der Dermatologie und Kosmetologie gut charakterisiert. Es stimuliert die Kollagen- und Glykosaminoglykansynthese und unterstützt das Matrix-Remodeling. In Forschungskontexten wird es mit LL-37 für die Hautregeneration nach Verbrennungen, die Anti-Aging-Forschung und die Unterstützung der Narbenheilung kombiniert. Die Mechanismen sind komplementär: GHK-Cu auf Matrixebene, LL-37 auf der Ebene der Keratinozyten und des antimikrobiellen Schutzes.

Zusätzlicher Hinweis: Vorsicht in Autoimmunmodellen

In Forschungskontexten von Autoimmunerkrankungen (Psoriasis, Lupus, bestimmte Formen von CED) ist die Kombination von LL-37 mit anderen Immunaktivatoren kontraindiziert. In diesen Modellen kann LL-37 über die TLR9-IFN-α-Schleife (Lande 2007) zur Pathogenese beitragen. Überprüfen Sie immer zuerst die Anwendbarkeit von LL-37 im spezifischen Modellkontext.

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Haftungsausschluss. LL-37 und alle Produkte von MOLEQUA Peptides sind ausschließlich für Forschungs- und wissenschaftliche Zwecke bestimmt. Sie sind kein Arzneimittel, kein Nahrungsergänzungsmittel, kein Kosmetikum und kein Lebensmittel. Sie sind nicht zum Verzehr durch Menschen oder Tiere bestimmt. Der Verkauf ist auf qualifizierte Forscher, akademische Einrichtungen und Labore beschränkt. Vor jeder Handhabung lesen Sie die relevante wissenschaftliche Literatur und halten Sie die geltenden Gesetze in Ihrer Gerichtsbarkeit ein. LL-37 hat weder eine FDA- noch eine EMA-Zulassung als Arzneimittel. Die einzige veröffentlichte randomisierte klinische Studie (Gronberg et al. 2014, Phase 1/2 zur Heilung chronischer venöser Ulzera) wies Sicherheit und Wirksamkeit bei lokaler Anwendung nach, der vollständige Registrierungsprozess wurde jedoch nicht weitergeführt. In Autoimmunkontexten (Psoriasis, Lupus) kann LL-37 über die Aktivierung der TLR9-Achse plasmazytoider dendritischer Zellen zur Pathologie beitragen (Lande et al. 2007), was im Forschungsdesign berücksichtigt werden muss. MOLEQUA Peptides übernimmt keine Verantwortung für den Missbrauch des Produkts außerhalb seines erklärten Zwecks.

Ende des Produkts LL-37.

Wichtige wissenschaftliche Daten und Zitate

“LL-37, the only human cathelicidin-derived antimicrobial peptide, exhibits broad-spectrum antimicrobial activity and serves as a multifunctional effector molecule of innate immunity.” — Dürr UH., Sudheendra US., Ramamoorthy A. (2006), Biochim Biophys Acta 1758(9) — PubMed 16716248

Statistiken aus der präklinischen Literatur

• LL-37, humanes Cathelicidin-antimikrobielles Peptid, 37 Aminosäuren, Sequenz beginnend mit Leu-Leu (daher der Name), Molekulargewicht 4493,3 Da
• Kodiert vom CAMP-Gen (Chromosom 3p21.3), isoliert aus dem Protein hCAP-18 durch Abspaltung durch Proteinase 3 in Neutrophilen
• Identifiziert in der Arbeitsgruppe von Birgitta Agerberth (Karolinska Institutet, Schweden) im Jahr 1995
• Standardmäßige experimentelle Konzentration: 1–10 μg/ml in vitro für antimikrobielle Tests (E. coli, S. aureus, C. albicans)
• Mechanismus: direkte Permeabilisierung der bakteriellen Membran (kationische amphipathische α-Helix), Modulation von FPR2/ALX, P2X7, GPCR, Induktion von Angiogenese und Re-Epithelisierung
• MIC gegen E. coli: ~5 μM (Travis et al. 2000); gegen S. aureus: ~10–20 μM
• Identifiziert wurden 4 zugelassene therapeutische Derivate in der Entwicklung (Pexiganan, Omiganan, Iseganan — alle Phase 2/3 fehlgeschlagen)
• Ca. 3000+ Publikationen in PubMed (1995–2024), Schlüsselpeptid der angeborenen Immunität

Referenzquellen (PubMed)

1. Agerberth B. et al. (1995). “FALL-39, a putative human peptide antibiotic, is cysteine-free and expressed in bone marrow and testis.” Proc Natl Acad Sci USA 92(1):195–199. PubMed 7529412
2. Dürr UH. et al. (2006). “LL-37, the only human member of the cathelicidin family of antimicrobial peptides.” Biochim Biophys Acta 1758(9):1408–1425. PubMed 16716248
3. Vandamme D. et al. (2012). “A comprehensive summary of LL-37, the factotum human cathelicidin peptide.” Cell Immunol 280(1):22–35. PubMed 23246832

Regulatorischer Status: LL-37 ist in keiner Regulierungszone (FDA, EMA/BASG in Österreich) als humanes Arzneimittel zugelassen. Derivate in der Entwicklung (Pexiganan/MSI-78, Omiganan) haben klinische Phase-2/3-Studien für topische Anwendungen (diabetisches Fußulkus, Rosazea) durchlaufen und keine regulatorische Zulassung erhalten. Vorhandene Daten zu LL-37 selbst stammen aus präklinischer und in-vitro-Literatur. Das Produkt wird ausschließlich für wissenschaftliche Laborforschung verkauft (RUO).

Häufig gestellte Fragen zu LL-37

Diese Fragen beantworten die häufigsten Suchanfragen zu LL-37 im Forschungskontext. Für die vollständige technische Dokumentation siehe die obigen Abschnitte.

Was ist LL-37 und wofür wird es in der Forschung verwendet?

LL-37 (Sequenz LLGDFFRKSKEKIGKEFKRIVQRIKDFLRNLVPRTES, 37 AS, 4493 Da) ist das einzige humane Cathelicidin-antimikrobielle Peptid, abgeleitet vom Vorläufer hCAP-18. In der Forschung zeigt es eine direkte bakterizide Aktivität (über Membranpermeabilisierung), Immunmodulation und Förderung der Wundheilung. Es wird in Modellen chronischer Infektionen, der zystischen Fibrose und dermatologischer Erkrankungen untersucht.

Welche Dosis von LL-37 verwenden Wissenschaftler in Tiermodellen?

In präklinischen Tiermodellen wird LL-37 topisch in Konzentrationen von 10 bis 100 µg/ml oder systemisch in 0,5 bis 5 mg/kg intraperitoneal getestet. Klinische Formulierungen (OP-145, ophthalmische Zubereitungen, Phase 2) testen deutlich niedrigere Dosen zur Minimierung der Zytotoxizität.

Was ist der Unterschied zwischen LL-37 und Thymosin α1?

LL-37 und Thymosin α1 sind beides immunmodulatorische Peptide, LL-37 zielt jedoch auf die direkte antimikrobielle Abwehr (angeborene Immunität, bakterizide Aktivität), während Thymosin α1 die adaptive Immunität über T-Zellen und TLR-Signalisierung moduliert. LL-37 besitzt eine eigene bakterizide Aktivität, Thymosin α1 nicht.

Ist LL-37 ein zugelassenes Arzneimittel oder eine Forschungssubstanz?

LL-37 ist kein zugelassenes humanes Arzneimittel. Mehrere Derivate (OP-145, Omiganan) durchliefen Phase-2/3-Studien, keines erreichte jedoch eine EMA/FDA-Zulassung. Das Produkt wird ausschließlich für die wissenschaftliche Laborforschung (RUO) verkauft, nicht für die klinische Anwendung.

Wie wird LL-37 gelagert und rekonstituiert?

Lyophilisiertes LL-37 ist bei −20 °C lichtgeschützt zu lagern, Stabilität 2 bis 3 Jahre; bei 2 bis 8 °C 6 Monate. LL-37 ist amphipathisch; in sterilem Wasser ohne Detergenzien rekonstituieren, die Lösung ist 14 Tage bei 2 bis 8 °C stabil. Wiederholtes Einfrieren/Auftauen vermeiden.

Wie ist die Halbwertszeit von LL-37 und wie oft wird es in Studien verabreicht?

LL-37 hat im Plasma eine kurze Halbwertszeit (~30 Minuten) aufgrund schneller Proteolyse. In Geweben (wo es an Biofilm oder Zellmembranen gebunden ist) hält die Wirkung Stunden an. Experimentelle Protokolle verwenden 2- bis 3-mal tägliche Verabreichung in systemischen Studien.

Wo kann man LL-37 in der EU für die wissenschaftliche Forschung kaufen?

LL-37 für die wissenschaftliche Forschung in der EU bietet Molequa® mit Lieferung per FedEx innerhalb von 1 bis 3 Werktagen in Österreich, Deutschland und EU-weit. Das Produkt wird in lyophilisierter Form mit Analysenzertifikat (COA) und HPLC-Reinheit ≥ 98 % geliefert. Das Produkt ist ausschließlich für die wissenschaftliche Laborforschung bestimmt (RUO).