Novel Leech Antimicrobial Peptides — Hirunipins
Cationic, amphipathic α-helical antimicrobial peptides from Hirudo nipponia with antibiofilm, anti-inflammatory and antibiotic-synergy activity in vitro
Por qué esto importa para la hirudoterapia
En investigación / Prioridad de investigación
Investigación preclínica. Las hirunipinas no han entrado en ensayos clínicos. Esta revisión resume los hallazgos de laboratorio para contexto científico.
Hirudopedia
Nivel de evidencia: MUY BAJA- Diseño del estudio
- In vitro
- Tamaño de muestra
- —
- Población
- Standard strains (E. coli KCTC 1682, P. aeruginosa KCTC 1637, S. aureus KCTC 1621, S. epidermidis KCTC 1917); clinically isolated multidrug-resistant Gram-negative bacteria from Chosun University Hospital (K. pneumoniae, A. baumannii, P. aeruginosa, E. cloacae, E. coli); MDR A. baumannii (329-53) biofilms; mouse RAW264.7 and NIH-3T3 cells, human HaCaT cells, sheep erythrocytes
- Intervención
- Chemically synthesized hirunipins 1, 2 and 3 (selected from 19 transcriptome-predicted candidates), tested at up to 128 µg/mL; hirunipin 2 combined with chloramphenicol, ciprofloxacin, tetracycline or rifampicin against MDR A. baumannii
- Comparador
- Melittin (positive control for MIC and membrane assays); buforin-2 (non-membrane-active control); LL-37 (antibiofilm reference peptide); each antibiotic alone in the checkerboard assay
- Resultado primario
- MIC (broth microdilution), membrane-disruption assays, biofilm inhibition and eradication (3D-ODT, MBEC), fractional inhibitory concentration index (FICI) for synergy, hemolysis and cytotoxicity
- Resultado
- Hirunipin 2 MIC 32 µg/mL against the four standard strains and 16–128 µg/mL against clinical MDR Gram-negative isolates (16 for MDR P. aeruginosa and E. coli, 32 E. cloacae, 64 A. baumannii, 128 K. pneumoniae); about 50% eradication of a preformed MDR A. baumannii biofilm at 32 µg/mL; FICI 0.1875–0.3125 (synergy) with chloramphenicol, ciprofloxacin, tetracycline and rifampicin; hemolysis <10% at 128 µg/mL; cell IC50 42–64 µg/mL
- Notas
- Preclinical in vitro data only - no animal or human data. Peptides were predicted in silico from a Hirudo nipponia transcriptome and chemically synthesized. Hirunipin 2 caused no MIC change in E. coli over 15 passages (ciprofloxacin: 4096-fold increase); cross-resistance with antibiotics was not tested.
Resumen: Among the 19 potential AMPs identified, hirunipin 2 demonstrates potent antibacterial activity, low mammalian cytotoxicity, and minimal hemolytic effects.
El contexto de la crisis de RAM
La resistencia antimicrobiana (RAM) figura entre las principales amenazas globales para la salud identificadas por la OMS. El pipeline clínico de antibióticos se ha estancado, con pocas clases nuevas de mecanismo en desarrollo. Los péptidos antimicrobianos (PAM) representan una alternativa prometedora: emplean mecanismos de disrupción de membrana fundamentalmente distintos a los de los antibióticos convencionales, lo que hace menos probable la resistencia cruzada.
La saliva de la sanguijuela es una fuente rica en proteínas — se identificaron 189 proteínas en la secreción de las células salivales de H. medicinalis (Babenko et al. 2020). Kumar et al. (2025) examinaron el transcriptoma de la emparentada sanguijuela asiática oriental Hirudo nipponia en busca de péptidos antimicrobianos e identificaron las hirunipinas.[R1]
Descubrimiento y caracterización
Los investigadores ensamblaron un transcriptoma a partir de la cabeza, la glándula salival y los dientes de la sanguijuela medicinal asiática oriental Hirudo nipponia, predijeron 19 péptidos antimicrobianos candidatos in silico y los sintetizaron químicamente; solo tres (denominadas hirunipinas 1, 2 y 3) tuvieron actividad antibacteriana (CIM 32–128 µg/mL). Los péptidos no se aislaron de la saliva de la sanguijuela, y no se informa de confirmación proteómica de su expresión. Las hirunipinas mostraron características estructurales como topología alfa-helicoidal anfipática, carga catiónica y conformación activa en membrana (ovillo aleatorio en tampón acuoso, α-helicoidal en TFE al 50% o SDS 30 mM).[R1]
Mecanismo de acción: disrupción de membrana
Las hirunipinas eliminan las bacterias mediante la disrupción de sus membranas. En el caso de la hirunipina 2, esto se demostró con ensayos de despolarización de membrana, permeabilidad de las membranas externa/interna, entrada de yoduro de propidio, microscopía electrónica de barrido y tomografía de difracción óptica (ODT):
1. Unión a la superficie
La hirunipina 2 causó casi el 100% de despolarización de membrana de S. aureus a 4–8 µg/mL y aumentó la permeabilidad de la membrana externa e interna de E. coli de forma dependiente de la dosis.
2. Oligomerización
A 16 µg/mL durante 60 min, el 92,1% de las células de E. coli y el 98,2% de las células de S. aureus se volvieron positivas para yoduro de propidio tras la hirunipina 2; la MEB a 32 µg/mL mostró membranas rugosas, agujeros en la pared celular y células de forma irregular.
3. Translocación y lisis
La ODT en 3D de E. coli tratadas con hirunipina 2 mostró un aumento del índice de refracción y de la señal de yoduro de propidio con agregación intracelular, seguido de muerte celular.
Disrupción de biopelícula
Un hallazgo particularmente relevante: la hirunipina 2 inhibió la formación de biopelículas por A. baumannii multirresistente (ODT en 3D con lapso de tiempo) y erradicó alrededor del 50 % de una biopelícula preformada a 32 µg/mL (hirunipinas 1 y 3: 64 y 256 µg/mL); los autores describen su actividad antibiopelícula como casi equivalente a la de LL-37. Las biopelículas son un gran reto clínico — protegen a las bacterias tanto frente a los antibióticos como frente a las células inmunitarias, contribuyendo a infecciones crónicas y asociadas a dispositivos.
Sinergia antibiótica
Las pruebas de tablero de ajedrez contra A. baumannii multirresistente (cepa 329-53) mostraron sinergia (FICI ≤ 0,5) entre la hirunipina 2 y los cuatro antibióticos probados (cloranfenicol, ciprofloxacino, tetraciclina, rifampicina):
| Combinación | FICI | Interpretación |
|---|---|---|
| Hirunipin 2 + chloramphenicol | 0.1875 | Synergistic |
| Hirunipin 2 + ciprofloxacin | 0.3125 | Synergistic |
| Hirunipin 2 + tetracycline | 0.25 | Synergistic |
Efectos antiinflamatorios
Más allá de la actividad antimicrobiana directa, la hirunipina 2 mostró propiedades antiinflamatorias en ensayos basados en células. A 16 µg/mL redujo la producción de TNF-α, IL-6 y MCP-1 en macrófagos murinos RAW 264.7 estimulados con LPS en aproximadamente un 40%, 70% y 90%, respectivamente:
~40%
Reducción de TNF-α
~70%
Reducción de IL-6
~90%
Reducción de MCP-1
Significancia más amplia
El estudio de las hirunipinas demuestra el potencial in vitro de los transcriptomas de sanguijuela (en este caso Hirudo nipponia) como fuente de bioprospección de nuevos péptidos antimicrobianos. Dado que la OMS informa de que solo 13 nuevos antibióticos fueron aprobados entre 2017 y 2023, se necesitan urgentemente fuentes de compuestos antimicrobianos estructuralmente novedosos. Muchos genes expresados en las células salivales de la sanguijuela codifican componentes salivales previamente desconocidos (Babenko et al. 2020).
El estudio no aborda la hirudoterapia directamente: las hirunipinas se predijeron a partir de un transcriptoma de Hirudo nipponia y se probaron como péptidos sintéticos in vitro, y no se demostró que se secreten en el sitio de la mordedura de la sanguijuela.
Estado traslacional
Contexto del proteoma: para la sanguijuela medicinal, la espectrometría de masas identificó 189 proteínas en la secreción de las células salivales de H. medicinalis (Babenko et al. 2020). El conjunto de datos separado de 434 secuencias de Liu et al. (2019) se resume aquí: Resumen de Liu et al. 2019.
Referencias
- [R1]
Novel Leech Antimicrobial Peptides, Hirunipins: Real-Time 3D Monitoring of Antimicrobial and Antibiofilm Mechanisms Using Optical Diffraction Tomography
Primary source (PMID 39792785). Hirunipins were predicted from a Hirudo nipponia transcriptome (head, salivary gland, teeth) and tested as synthetic peptides.
- [R2]
2023 Antibacterial agents in clinical and preclinical development: an overview and analysis
Context for the global AMR crisis and stagnating antibiotic pipeline.
- [R3]
Antimicrobial Peptides as Potential Alternatives to Antibiotics in Food Animal Industry
Review of the basic biology of antimicrobial peptides and their applications in non-ruminant (pig, poultry) nutrition.
Recursos relacionados
Péptidos Antimicrobianos (Biología)
Descripción general de los PAM derivados de sanguijuelas — hirunipinas, theromacin, destabilasa-lisozima.
Complejo de Glándulas Salivales
189 proteínas identificadas en el SGS de H. medicinalis.
Desarrollo de Fármacos
De los compuestos de sanguijuelas a los fármacos aprobados por la FDA.
Añadido a la biblioteca ASH: 19 de febrero de 2026 | Última actualización del sitio: 1 de noviembre de 2026