Бионические микроиглы, имитирующие пиявку, нагруженные пролекарством на основе слитого с гирудином белка, для длительного ингибирования тромбоза

The clinical use of anticoagulant drugs for thrombosis is limited by short half-life and bleeding risk, requiring frequent administration and close monitoring. Here, inspired by leech mouthparts, we present a hirudin-based fusion protein prodrug incorporated with microneedles (MNs) for long-term antithrombotic therapy to achieve a simplified dosing regimen, continuous protection, and on-demand antithrombotic bioactivity recovery. Genetic-engineered anticoagulant prodrugs are precisely customized by fusing hirudin to elastin-like polypeptides with adjustable assembly characteristics. The introduction of elastin-like polypeptides can shield the biological activity of hirudin, drive the self-assembly of fusion proteins, and prolong their half-life in vivo. The fusion protein prodrugs circulate in the blood as sentinels and accumulate in the thrombus site with the assistance of the clot-targeted motif. Under the catalysis of FXa during thrombosis, the fusion protein prodrugs adaptively restore anticoagulant activity to inhibit thrombus formation. Notably, the assembled prodrugs were integrated into an MN matrix made of silk fibroin and chitosan through photopolymerization for long-term controlled release and facile self-administration. It was proved that the bionic MNs conveniently provide long protection against thrombosis without increasing bleeding events. These excellent performances indicate that the bionic MN patch has broad application prospects in thrombosis and related diseases.

Аннотация взята из PubMed (NCBI) для цитируемой записи и приводится на языке оригинала. Авторитетной является версия в исходной публикации.

Аннотация оставлена без перевода, чтобы сохранить собственные формулировки авторов.

Антикоагулянты для лечения тромбоза ограничены коротким периодом полувыведения и риском кровотечений. Разработан вдохновлённый пиявками профармпрепарат на основе гирудина: слияние с эластиноподобными полипептидами экранирует его активность, обеспечивает самосборку и удлиняет период полувыведения in vivo, а тромб-нацеливающий мотив обеспечивает накопление в зоне сгустка, где под действием фактора Xa антикоагулянтная активность восстанавливается. Профармпрепарат встроили в микроиглы из фиброина шёлка и хитозана (фотополимеризация) для длительного высвобождения и самостоятельного применения. В экспериментах биомиметические микроиглы длительно защищали от тромбоза, не повышая частоту кровотечений.

Узнайте, как это исследование связано с клинической практикой

Другие рецензируемые исследования в разделе «Разработка лекарственных препаратов».

• Гирудотерапия в медицине и стоматологии — Jha K et al. (2015)
• Лечение пиявками: история — Hyson J (2005)
• Гирудины азиатской медицинской пиявки Hirudinaria manillensis: те же, но другие — Lukas P et al. (2019)
• Транскриптомный анализ слюнной железы медицинской пиявки Hirudo nipponia — Lu Z et al. (2018)
• Молекулярно-динамические и фармакологические исследования вариантов гирудина Hirudinaria manillensis и Hirudo medicinalis, созданных методами белковой инженерии — Sun Y et al. (2022)
• Бесклеточный синтез варианта 1 гирудина кровососущей пиявки Hirudo medicinalis — Wüstenhagen D et al. (2020)
• Получение вариантов гирудина с помощью генно-инженерной микробной фабрики — Zhang J, Lan N (2018)
• Гирудин при гепарин-индуцированной тромбоцитопении — Lubenow N, Greinacher A (2002)
• Гирудин ослабляет диабетическую нефропатию путём ингибирования Gsdmd-опосредованного пироптоза — Han J et al. (2023)
• Гирудин как альтернативный антикоагулянт: исторический обзор — Markwardt F (2002)

Все исследования, проанализированные ASH →