Engineering a 'three-in-one' hirudin prodrug to reduce bleeding risk: A proof-of-concept study
Preclinical proof-of-concept study published in Journal of Controlled Release (2021)
Abstract
An ideal anticoagulant should have at least three properties including targeted delivery to the thrombosis site, local activation or releasing to centralize the anti-thrombosis effects and thus reduce the bleeding risks, and long persistence in circulation to avoid repeated administration. In the present study, we sought to test a "three-in-one" strategy to design new protein anticoagulants. Based on these criteria, we constructed two hirudin prodrugs, R824-HV-ABD and ABD-HV-R824. The R824 peptide can bind phosphatidylserine on the surface of the procoagulant platelets and thus guide the prodrug to the thrombosis sites; albumin-binding domain (ABDs) can bind the prodrug to albumin, and thereby increase its persistence in circulation; the hirudin (HV) core in the prodrug is flanked by factor Xa recognition sites, thus factor Xa at the thrombosis site can cleave the fusion proteins and release the activated hirudin locally. Hirudin prodrugs were able to bind with procoagulant platelets and human serum albumin in vitro with high affinity, targeted concentrated and prevented the formation of occlusive thrombi in rat carotid artery injury model. Their effective time was significantly extended compared to native hirudin, and R824-HV-ABD showed a significantly improved half-life of about 24 h in rats. The bleeding time of prodrug-treated mice was much shorter than that of hirudin-treated mice. The results from the proof-of-concept studies, for the first time, demonstrate that "three-in-one" prodrug strategy may be a good solution for protein or peptide anticoagulants to reduce their bleeding risks.
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
Two engineered hirudin prodrugs combining platelet targeting, albumin binding and factor Xa-triggered activation concentrated at and prevented occlusive rat carotid thrombi; R824-HV-ABD reached a roughly 24-hour half-life, and prodrug-treated mice showed much shorter bleeding times than hirudin-treated mice.
Warum dies für die Hirudotherapie relevant ist
Diese Proof-of-Concept-Studie entwickelte zwei Hirudin-Prodrugs (R824-HV-ABD und ABD-HV-R824), die konzipiert wurden, um das Blutungsrisiko durch drei Merkmale zu reduzieren: Thrombozyten-Targeting über ein R824-Peptid, das Phosphatidylserin bindet, Albuminbindung zur verlängerten Zirkulation und FXa-spaltbare Stellen für die lokale Hirudin-Aktivierung an Thromben. In einem Karotisarterien-Verletzungsmodell der Ratte konzentrierten sich die Prodrugs an Thrombose-Stellen und verhinderten okklusive Thromben; R824-HV-ABD zeigte eine Halbwertszeit von ungefähr 24 Stunden bei Ratten, und die Blutungszeit bei mit Prodrug behandelten Mäusen war deutlich kürzer als bei nativem Hirudin. Dies ist relevant, da sie Hirudin in ein sichereres Prodrug-Format umgestaltet. EINSCHRÄNKUNG: Dies ist eine präklinische Proof-of-Concept-Studie an Ratten und Mäusen ohne Humandaten; das Abstract liefert keine statistischen Details, Stichprobengrößen oder Dosis-Wirkungs-Bereiche.
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
Literaturangabe (Vancouver-Stil)
Zhu Y, Han HH, Zhai L, Yan Y, Liu X, Wang Y, et al. Engineering a 'three-in-one' hirudin prodrug to reduce bleeding risk: A proof-of-concept study. J Control Release. 2021;338:462-471. doi:10.1016/j.jconrel.2021.08.058. PMID: 34481024
Die bibliografischen Angaben (Autoren, Band, Seiten, DOI) stammen aus dem PubMed-Eintrag.
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Zur ASH-Bibliothek hinzugefügt: 27. Mai 2026 · Letzte Aktualisierung der Website: 18. Juni 2026