Novel Leech Antimicrobial Peptides — Hirunipins

Антимикробная резистентность (АМР) входит в число главных глобальных угроз здоровью, определённых ВОЗ. Пайплайн разработки антибиотиков для клинического применения стагнирует: лишь немногие новые механистические классы выходят на стадию разработки. Антимикробные пептиды (АМП) представляют собой перспективную альтернативу: они реализуют механизмы повреждения мембран, принципиально отличающиеся от таковых у традиционных антибиотиков, что снижает вероятность развития перекрёстной резистентности.

Слюна пиявки — богатый источник белков: 189 белков было идентифицировано в секрете слюнных клеток H. medicinalis (Babenko и др. 2020). Kumar и др. (2025) провели скрининг транскриптома родственного восточноазиатского вида Hirudo nipponia на наличие антимикробных пептидов и идентифицировали гирунипины.[R1]

Авторы собрали транскриптом из головы, слюнной железы и зубов восточноазиатской медицинской пиявки Hirudo nipponia, предсказали in silico 19 кандидатных антимикробных пептидов и синтезировали их химически; только три (названные гирунипинами 1, 2 и 3) проявили антибактериальную активность (МПК 32–128 µg/mL). Пептиды не были выделены из слюны пиявки, и подтверждения их экспрессии методом протеомики не представлено. Гирунипины обладают характерными структурными признаками: амфипатической альфа-спиральной топологией, катионным зарядом и мембрано-активной конформацией (неупорядоченный клубок в водном буфере, α-спираль в 50% TFE или 30 mM SDS).[R1]

Гирунипины уничтожают бактерии, разрушая их мембраны. Для гирунипина 2 это было показано с помощью методов деполяризации мембраны, оценки проницаемости наружной и внутренней мембран, притока йодида пропидия, сканирующей электронной микроскопии и оптической дифракционной томографии (ОДТ):

Особенно значимая находка: гирунипин 2 подавлял образование биоплёнки мультирезистентным A. baumannii (покадровая 3D-ОДТ) и эрадицировал около 50% предварительно сформированной биоплёнки при 32 µg/mL (гирунипины 1 и 3: 64 и 256 µg/mL); авторы описывают его антибиоплёночную активность как близкую к активности LL-37. Биоплёнки представляют серьёзную клиническую проблему: они защищают бактерии от антибиотиков и иммунных клеток, способствуя развитию хронических и катетер-ассоциированных инфекций.

Тестирование методом шахматной доски против мультирезистентного Acinetobacter baumannii (штамм 329-53) показало синергизм (FICI ≤ 0.5) между гирунипином 2 и всеми четырьмя протестированными антибиотиками (хлорамфеникол, ципрофлоксацин, тетрациклин, рифампицин):

Помимо прямой антимикробной активности, гирунипин 2 проявил противовоспалительные свойства в клеточных тест-системах. При 16 µg/mL он снижал продукцию TNF-α, IL-6 и MCP-1 в стимулированных ЛПС макрофагах мыши RAW 264.7 примерно на 40%, 70% и 90% соответственно:

Исследование гирунипинов демонстрирует потенциал in vitro транскриптомов пиявки (в данном случае Hirudo nipponia) как источника биопроспектинга новых антимикробных пептидов. По данным ВОЗ, в период с 2017 по 2023 год было одобрено всего 13 новых антибиотиков, поэтому источники структурно новых антимикробных соединений критически востребованы. Многие гены, экспрессирующиеся в слюнных клетках пиявки, кодируют ранее неизвестные компоненты слюны (Babenko et al. 2020).

Исследование не касается гирудотерапии напрямую: гирунипины были предсказаны по данным транскриптома Hirudo nipponia и испытаны как синтетические пептиды in vitro; не показано, что они секретируются в месте укуса пиявки.