Novel Leech Antimicrobial Peptides, Hirunipins: Real-Time 3D Monitoring of Antimicrobial and Antibiofilm Mechanisms Using Optical Diffraction Tomography
Research article published in Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany) (2025)
Abstract
Antimicrobial peptides (AMPs) are promising agents for treating antibiotic-resistant bacterial infections. Although discovering novel AMPs is crucial for combating multidrug-resistant bacteria and biofilm-related infections, their clinical potential relies on precise, real-time evaluation of efficacy, toxicity, and mechanisms. Optical diffraction tomography (ODT), a label-free imaging technology, enables real-time visualization of bacterial morphological changes, membrane damage, and biofilm formation over time. Here, a computational analysis of the leech transcriptome using an advanced AI-based peptide screening strategy with ODT to identify potential AMPs is employed. Among the 19 potential AMPs identified, hirunipin 2 demonstrates potent antibacterial activity, low mammalian cytotoxicity, and minimal hemolytic effects. It demonstrates efficacy comparable to melittin, resistance to physiological salts and human serum, and a low likelihood of inducing bacterial resistance. Microscopy and 3D-ODT confirm its disruption of bacterial membranes and intracellular aggregation, leading to cell death. Notably, hirunipin 2 effectively inhibits biofilm formation, eradicates preformed biofilms, and synergizes with antibiotics against multidrug-resistant Acinetobacter baumannii (MDRAB) by enhancing membrane permeability. Additionally, hirunipin 2 significantly suppresses pro-inflammatory cytokine expression in LPS-stimulated macrophages, highlighting its anti-inflammatory properties. These findings highlight hirunipin 2 as a strong candidate for developing novel antibacterial, anti-inflammatory, and antibiofilm therapies, particularly against multidrug-resistant bacterial infections.
Abstract aus PubMed (NCBI) für den zitierten Eintrag, in der Originalsprache wiedergegeben. Maßgeblich ist die Fassung der Originalpublikation.
Das Abstract wird nicht übersetzt, damit die eigene Wortwahl der Autoren erhalten bleibt.
Zusammenfassung
Screening the leech transcriptome with AI and optical diffraction tomography yielded 19 candidate antimicrobial peptides; hirunipin 2 showed potent antibacterial and antibiofilm activity, including synergy with antibiotics against multidrug-resistant Acinetobacter baumannii, with low mammalian cytotoxicity.
Warum dies für die Hirudotherapie relevant ist
Mittels KI-gestütztem Screening des Blutegel-Transkriptoms in Kombination mit markierungsfreier optischer Beugungstomographie identifizierte diese Studie 19 antimikrobielle Peptid-Kandidaten und charakterisierte hirunipin 2, das eine starke antibakterielle Aktivität vergleichbar mit melittin, geringe Zytotoxizität für Säugerzellen und Hämolyse, die Zerstörung bakterieller Membranen, die Hemmung und Eradikation von Biofilmen, Synergie mit Antibiotika gegen multiresistenten Acinetobacter baumannii sowie die Unterdrückung proinflammatorischer Zytokine in stimulierten Makrophagen zeigte. Dies treibt die Geschichte der Arzneimittelentdeckung auf Basis des Sekretoms des medizinischen Blutegels direkt voran, indem es aus dem Blutegel gewonnene bioaktive Stoffe über die Antikoagulation hinaus zu einer neuen Klasse antimikrobieller und Anti-Biofilm-Wirkstoffe erweitert, was mechanistisch plausibel die seit Langem beobachteten niedrigen Infektionsraten rund um die Nahrungsaufnahme des Blutegels stützt. Der wichtige Vorbehalt ist, dass es sich um präklinische Befunde in vitro und auf Zellbasis handelt (Bakterienkulturen, Biofilmmodelle sowie Makrophagen- und andere Zelllinien); hirunipin 2 ist ein Kandidat im Entdeckungsstadium ohne hier berichtete Wirksamkeitsdaten aus Tier- oder Humanstudien, sodass es keinen klinischen Nutzen belegt und nicht als zugelassene oder erwiesene Therapie dargestellt werden darf.
Verwandte Verbindungen im ASH-Register
Aus dem Blutegel stammende Moleküle und aus Hirudin abgeleitete Arzneimittel, die zum Thema dieser Arbeit gehören, jeweils mit vollständigem Profil im ASH-Verbindungsregister:
Zitation
Novel Leech Antimicrobial Peptides, Hirunipins: Real-Time 3D Monitoring of Antimicrobial and Antibiofilm Mechanisms Using Optical Diffraction Tomography
Kumar SD et al. · Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany), 2025
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Zur ASH-Bibliothek hinzugefügt: 27. Mai 2026 · Letzte Aktualisierung der Website: 18. Juni 2026