Что такое антимикробные пептиды?

Антимикробные пептиды (АМП) представляют собой белковые молекулы врожденной иммунной системы, присутствующие у всех живых организмов. Они обладают мощной противомикробной активностью широкого спектра действия и обеспечивают первичную защиту организма от инфекций.

В коже человека идентифицировано более 100 видов антимикробных пептидов. Наиболее детально охарактеризованы:

  • Кателицидины
  • Дефензины.

Кателицидины стали первыми открытыми АМП; в больших количествах они синтезируются тучными клетками. Единственным кателицидином человека является LL-37, также известный как антимикробный пептид кателицидин с молекулярной массой 18 кДа (CAP-18).

α-Дефензины и β-дефензины в высоких концентрациях широко представлены в эпителиальных клетках и фагоцитах.

Роль антимикробных пептидов в патогенезе атопического дерматита, псориаза, розацеа и других заболеваний кожи активно изучается.

Заболевания кожи, в патогенезе которых участвуют антимикробные пептиды:

Атопический дерматит

Псориаз

Розацеа

Где образуются и содержатся антимикробные пептиды?

Антимикробные пептиды присутствуют в различных тканях организма. В коже их продукция в основном осуществляется:

  • Кератиноцитами
  • Себоцитами
  • Потовыми железами.

Они депонируются в ламеллярных тельцах (секреторных гранулах, расположенных в клетках эпидермиса). Циркулирующие клетки иммунной системы, в особенности нейтрофилы, также вырабатывают антимикробные пептиды.

  • Синтез антимикробных пептидов индуцируется факторами роста и циркулирующими иммунными клетками.
  • Ряд антимикробных пептидов постоянно присутствует в нормальной, здоровой коже (конститутивный синтез).
  • Концентрация конкретного пептида варьирует в зависимости от необходимого уровня протекции. Например, более высокие концентрации антимикробного пептида псориазина (также известного как кальций-связывающий белок S100A7) определяются на коже кистей, стоп, подмышечных впадин и волосистой части головы.
  • Синтез других АМП (например, LL-37) резко индуцируется в ответ на травму кожи, инфекционный процесс или воспаление.

Каковы функции антимикробных пептидов?

К основным функциям антимикробных пептидов относятся:

  • Прямое антимикробное действие — антибактериальная (в отношении грамположительных и грамотрицательных бактерий), противовирусная и противогрибковая активность;
  • Иммуномодулирующие эффекты — хемотаксис и привлечение иммунокомпетентных клеток в очаги инфекции или повреждения;
  • Заживление ран — индукция неоангиогенеза и пролиферация эпителия в зоне повреждения;
  • Апоптоз клеток — элиминация инфицированных и поврежденных клеток;
  • Противоопухолевая активность.

Какова роль антимикробных пептидов при атопическом дерматите?

У пациентов с атопическим дерматитом (экземой) наблюдается дефицит экспрессии антимикробных пептидов в эпидермисе. Вследствие этого больные атопическим дерматитом высоко восприимчивы к:

Какова роль антимикробных пептидов при псориазе?

В псориатических бляшках определяется значительно повышенная концентрация антимикробных пептидов.

  • Вторичное бактериальное инфицирование при псориазе наблюдается крайне редко, несмотря на выраженное нарушение эпидермального барьера.
  • Антимикробные пептиды, такие как β-дефензин-2 и LL-37, участвуют в патогенезе псориаза: связываясь с собственной ДНК разрушенных клеток, они образуют стабильные комплексы, активирующие плазмоцитоидные дендритные клетки, продукцию интерферона-α и каскад аутовоспалительных реакций.
  • Ультрафиолетовое излучение индуцирует экспрессию АМП в коже через сигнальный путь витамина D, что может служить одним из факторов ремиссии псориаза в летний период.

Какова роль антимикробных пептидов при розацеа?

Розацеа характеризуется хроническим воспалением и патологической сосудистой реактивностью лица.

  • В физиологических условиях кателицидин LL-37 расщепляется калликреин-родственными пептидазами до коротких пептидов, обладающих преимущественно противомикробным и минимальным провоспалительным действием.
  • При розацеа аберрантный процессинг кателицидина приводит к накоплению аномальных форм LL-37, которые стимулируют высвобождение провоспалительных цитокинов, вызывают гиперемию и ангиогенез.

Каков терапевтический потенциал антимикробных пептидов?

Изучение молекулярных механизмов действия антимикробных пептидов открывает новые пути к пониманию патогенеза воспалительных заболеваний кожи и разработке инновационных таргетных методов лечения.

Новые противомикробные препараты

Антимикробные пептиды обладают рядом преимуществ:

  • Широкий спектр и избирательность антибактериального, противовирусного и противогрибкового действия без быстрого развития резистентности;
  • Низкая цитотоксичность по отношению к собственным клеткам хозяина;
  • Высокая эволюционная консервативность (гены АМП прослеживаются у множества видов животных и растений на протяжении миллионов лет);
  • Применение витамина D3 и фототерапии способно повысить продукцию эндогенных АМП, снизить частоту колонизации патогенами и восстановить барьерную функцию при атопическом дерматите;
  • Блокада патологического расщепления кателицидина может лечь в основу принципиально новых подходов к терапии розацеа;
  • Ингибирование образования комплексов АМП с аутологичными нуклеиновыми кислотами рассматривается как перспективная стратегия подавления аутоиммунного воспаления при псориазе.

Противоопухолевая терапия

Онколитические свойства антимикробных пептидов находятся на этапе активных доклинических исследований, однако их способность вызывать селективный лизис мембран трансформированных клеток рассматривается как перспективная платформа для разработки противоопухолевых средств.