اخبار

1. مقدمه

زالوها هزاران سال است که در طب مورد استفاده قرار می‌گیرند و سوابق تاریخی آن به مصر باستان، یونان و چین بازمی‌گردد. در میان گونه‌های مختلف زالوی طبی، *Hirudo nipponia* (زالوی طبی ژاپنی یا زالوی طبی آسیایی) جایگاه برجسته‌ای در طب سنتی چین دارد، جایی که به طور رسمی در فارماکوپه‌ها برای درمان بیماری‌های قلبی عروقی و عروق مغزی مستند شده است. برخلاف همتای اروپایی خود، *Hirudo medicinalis*، *H. nipponia* بومی شرق آسیا است و در سال‌های اخیر تحت بررسی علمی فزاینده‌ای قرار گرفته است.این مقاله به بررسی کاربردهای پزشکی معاصر *Hirudo nipponia* می‌پردازد و اکتشافات اخیر را که توسط فناوری‌های ژنومی و ترانسکریپتومی امکان‌پذیر شده است، و همچنین شیوه‌های بالینی تثبیت شده با شواهد همودینامیکی را برجسته می‌کند.تجزیه و تحلیل تکامل مولکولی نشان داد که ژن‌های ضد ترومبوتیک در *H. nipponia* تحت انتخاب خالص‌سازی قرار دارند، که نشان‌دهنده اهمیت عملکردی آنها به صورت تکاملی حفظ شده است. الگوهای بیان این خانواده‌های ژنی تفاوت معنی‌داری بین دو گونه نداشتند، که نشان‌دهنده شباهت عملکردی است. این منبع ژنومی جامع‌ترین مجموعه ماکرومولکول‌های زیستی ضد ترومبوتیک از زالوهای طبی آسیایی تا به امروز را نشان می‌دهد و تلاش‌های آینده برای توسعه دارو را تسهیل خواهد کرد.2.1 هیرودین-HN: یک مهارکننده قوی ترومبینهیرودین-HN توسط یک cDNA 270 جفت بازی کدگذاری می‌شود که به یک پروتئین 89 اسید آمینه شامل یک پپتید سیگنال 20 اسید آمینه ترجمه می‌شود. پروتئین بالغ دارای ویژگی‌های ساختاری متعارف خانواده هیرودین، از جمله سه پیوند دی‌سولفیدی حفظ شده و موتیف‌های مشخص PKP و DFxxIP است. سنجش‌های عملکردی با استفاده از سوبستراهای رنگ‌سنجی (S2238) و تجزیه و تحلیل رزونانس پلاسمون سطحی (SPR) تأیید کردند که هیرودین-HN فعالیت ضد انعقادی قوی را از طریق اتصال مستقیم به ترومبین نشان می‌دهد.

یک یافته مهم از این تحقیق این بود که ساختار N-ترمینال پروتئین بالغ برای فعالیت ضد انعقادی آن ضروری است. مقایسه بین پروتئین نوترکیب کامل (Hir) و یک نسخه کوتاه شده (M-Hir) نشان داد که دامنه N-ترمینال برای میل ترومبین ضروری است. این رابطه ساختار-عملکرد، پایه‌ای برای طراحی منطقی دارو با هدف بهینه‌سازی اثربخشی ضد ترومبوتیک فراهم می‌کند.

2.2 هنساراتین: یک عامل ضد پلاکت متصل شونده به کلاژنهنساراتین دارای معماری ساختاری متمایزی است: ناحیه N-ترمینال به یک دامنه کروی تا می‌شود که توسط سه پیوند دی‌سولفیدی با توپولوژی ββαβββ تثبیت شده است، در حالی که ناحیه C-ترمینال انعطاف‌پذیر باقی می‌ماند. دو باقیمانده گلوتامیک اسید در دامنه کروی مسئول اتصال به باقیمانده‌های لیزین کلاژنی هستند و در نتیجه به طور رقابتی از تعامل بین فاکتور فون ویلبراند (vWF) و کلاژن جلوگیری می‌کنند. از آنجایی که چسبندگی پلاکت واسطه vWF یک مرحله حیاتی در تشکیل ترومبوز است، این مهار به طور موثری از تجمع پلاکت در محل آسیب عروقی جلوگیری می‌کند.

اعتبارسنجی عملکردی در مدل‌های موش صحرایی نشان داد که هنساراتین از لخته شدن خون جلوگیری کرده و فعالیت ضد تجمع پلاکت را نشان می‌دهد. قابل توجه است که بیان mRNA هنساراتین در غدد بزاقی پس از مصرف خون به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد که با نقش بیولوژیکی آن در تسهیل تغذیه سازگار است. پتانسیل درمانی ساراتین با مطالعات در مدل‌های حیوانی اندارترکتومی کاروتید و هیپرپلازی داخلی، که در آن چسبندگی پلاکت را کاهش داده و بازسازی عروقی پاتولوژیک را کاهش می‌دهد، بیشتر حمایت شده است.

2.3 مشخصات ژنومی جامع ژن‌های ضد ترومبوتیک

پیشرفت‌های اخیر در ژنومیک مقایسه‌ای، موجودی جامعی از ژن‌های ضد ترومبوتیک در *H. nipponia* را فراهم کرده است. مونتاژ ژنوم با کیفیت بالا همراه با تجزیه و تحلیل بیان مبتنی بر RNA-seq، 22 خانواده ژن ضد ترومبوتیک را شناسایی کرد، از جمله 14 مهارکننده انعقاد، 4 مهارکننده تجمع پلاکت، 3 تقویت کننده فیبرینولیز و 1 تقویت کننده نفوذ بافت. تعداد کل ژن‌های ضد ترومبوتیک در *H. nipponia* 86 تعیین شد، با تعداد قابل مقایسه در گونه نزدیک مرتبط *Hirudo tianjinensis*.تجزیه و تحلیل تکامل مولکولی نشان داد که ژن‌های ضد ترومبوتیک در *H. nipponia* تحت انتخاب خالص‌سازی قرار دارند، که نشان‌دهنده اهمیت عملکردی آنها به صورت تکاملی حفظ شده است. الگوهای بیان این خانواده‌های ژنی تفاوت معنی‌داری بین دو گونه نداشتند، که نشان‌دهنده شباهت عملکردی است. این منبع ژنومی جامع‌ترین مجموعه ماکرومولکول‌های زیستی ضد ترومبوتیک از زالوهای طبی آسیایی تا به امروز را نشان می‌دهد و تلاش‌های آینده برای توسعه دارو را تسهیل خواهد کرد.3. پپتیدهای ضد میکروبی: مبارزه با مقاومت آنتی‌بیوتیکی3.1 کشف هیرونپین-2تجزیه و تحلیل ترانسکریپتوم: ابزارهای بیوانفورماتیک مبتنی بر هوش مصنوعی، پایداری ساختاری، عملکرد ضد باکتریایی و ضد التهابی ترانسکریپت‌های غدد بزاقی را ارزیابی کردند و 19 پپتید کاندید را تولید کردند.

غربالگری با توان بالا: فناوری 3D HT-HTS امکان ارزیابی همزمان چندین کاندید را با تصویربرداری بی‌درنگ از مکانیسم‌های ضد باکتریایی فراهم کرد.

اعتبارسنجی عملکردی: هیرونپین-2 فعالیت قوی در برابر باکتری‌های مقاوم به چند دارو (باکتری‌های MDR، که به عنوان سوپرباکتری نیز شناخته می‌شوند) نشان داد.

3.2 فعالیت ضد باکتریایی و ضد بیوفیلم

اثربخشی هیرونپین-2 با استفاده از تصویربرداری هولوتوموگرافی سه بعدی بدون برچسب، که امکان مشاهده بی‌درنگ پاسخ‌های باکتریایی را بدون نیاز به رنگ‌آمیزی یا سایر پیش‌پردازش‌هایی که ممکن است در فرآیندهای بیولوژیکی طبیعی اختلال ایجاد کنند، ارزیابی شد. این فناوری نشان داد که هیرونپین-2 به طور موثری رشد باکتری‌ها را مهار می‌کند و مهمتر از آن، بیوفیلم‌های از پیش تشکیل شده توسط باکتری‌های مقاوم به چند دارو را مختل می‌کند.3.3 اثرات هم‌افزایی با آنتی‌بیوتیک‌های معمولی

یک یافته به ویژه امیدوارکننده این بود که هیرونپین-2 اثرات هم‌افزایی را هنگام ترکیب با آنتی‌بیوتیک‌های موجود، از جمله تتراسایکلین و ریفامپین، نشان می‌دهد. این هم‌افزایی نشان می‌دهد که هیرونپین-2 می‌تواند به عنوان یک کمکی آنتی‌بیوتیکی عمل کند و اثربخشی داروهای معمولی را افزایش دهد و در عین حال امکان کاهش دوز و کاهش سمیت را فراهم کند.

کشف هیرونپین-2 به دلایل متعددی مهم است. اول، پپتیدهای ضد میکروبی مشتق از محصولات طبیعی به طور کلی تمایل کمی به ایجاد مقاومت دارند و سمیت کمی برای سلول‌های انسانی نشان می‌دهند. دوم، مکانیسم عمل چند هدفه چنین پپتیدهایی ایجاد مقاومت توسط باکتری‌ها از طریق جهش‌های منفرد را دشوار می‌کند. سوم، ترکیب پایگاه‌های داده محصولات طبیعی با فناوری‌های تصویربرداری پیشرفته، یک تغییر پارادایم در کشف داروهای ضد میکروبی را نشان می‌دهد.

4. کاربردهای بالینی در جراحی ترمیمی

فراتر از توسعه عوامل دارویی، خود زالوهای زنده همچنان در طب مدرن، به ویژه در جراحی ترمیمی، نقش دارند. درمان با زالو یا هیرودوتراپی برای نجات فلپ‌های احتقان یافته و انگشتان پیوند شده که در آنها خروجی وریدی مختل شده است، استفاده می‌شود.هنگامی که یک فلپ جراحی یا بافت پیوند شده دارای جریان ورودی شریانی کافی اما زهکشی وریدی ناکافی است، خون در ریزگردش تجمع می‌یابد و منجر به احتقان وریدی، ادم بافتی و در نهایت نکروز می‌شود اگر درمان نشود. زالوهای اعمال شده بر روی بافت احتقان یافته برای موارد زیر عمل می‌کنند:تزریق ترکیبات ضد انعقاد و گشادکننده عروق که پس از جدا شدن زالو، خونریزی مداوم را تسهیل می‌کنندکاهش فشار بافت و بازیابی جریان ریزگردش4.2 شواهد همودینامیکی

یک مطالعه کمی با استفاده از مدل‌های فلپ جزیره‌ای خرگوش، بینش‌های مهمی را در مورد اثرات همودینامیکی درمان با زالو ارائه داد. در این مطالعه، فلپ‌های احتقان یافته با یک زالو، سه زالو یا بدون زالو (کنترل) درمان شدند. ناحیه بقای فلپ در گروه سه زالو به طور قابل توجهی بزرگتر از گروه‌های یک زالو و کنترل بود.کاهش قابل توجه TcPCO2، نشان‌دهنده پاکسازی مواد زائد متابولیک تجمع یافته

کاهش قطر آرتریول‌ها و ونیول‌ها، که نشان‌دهنده رفع احتقان است

افزایش سرعت جریان پس از رهاسازی گیره4.3 ملاحظات بالینی

در حالی که درمان با زالو موثر است، بدون خطر نیست. عوارض اصلی شامل موارد زیر است:

عفونت: زالوها باکتری‌های همزیست، به ویژه گونه‌های *Aeromonas*، را در روده خود دارند. بنابراین، آنتی‌بیوتیک‌های پیشگیرانه در طول درمان با زالو توصیه می‌شوند.واکنش‌های آلرژیک: برخی از بیماران ممکن است به اجزای بزاق زالو حساسیت بیش از حد ایجاد کنند.

1. علیرغم این ملاحظات، درمان با زالو همچنان یک روش تثبیت شده در واحدهای میکروسرجری در سراسر جهان است، به ویژه برای نجات فلپ‌های احتقان یافته و انگشتان پیوند شده که در آنها مداخلات دیگر شکست خورده است.5. چشم‌انداز آینده و نتیجه‌گیری

2. همگرایی ژنومیک، ترانسکریپتومیک و فناوری‌های تصویربرداری پیشرفته، کشف و مشخصه‌یابی ترکیبات زیست‌فعال از *Hirudo nipponia* را به طور چشمگیری تسریع کرده است. چندین جهت امیدوارکننده برای تحقیقات و توسعه آینده قابل شناسایی است:5.1 ضد ترومبوتیک‌های نسل بعدی

3. مشتقات هیرودین نوترکیب در حال حاضر به عنوان ضد انعقاد در بالین مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما کشف مهارکننده‌های جدید مانند هنساراتین، فرصت‌هایی را برای توسعه عواملی با مکانیسم‌های عمل متمایز ارائه می‌دهد. مهار ترکیبی ترومبین و چسبندگی پلاکت ممکن است اثرات ضد ترومبوتیک برتر با عوارض خونریزی کمتر را فراهم کند. بیان موفقیت‌آمیز هنساراتین در سیستم‌های پروکاریوتی مسیری را برای تولید در مقیاس بزرگ و توسعه دارویی فراهم می‌کند.5.2 پپتیدهای ضد میکروبی به عنوان کمکی آنتی‌بیوتیک

ظهور باکتری‌های مقاوم به چند دارو یکی از فوری‌ترین تهدیدها برای سلامت جهانی است. هیرونپین-2 و پپتیدهای مشابه، مکانیسم دوگانه فعالیت ضد باکتریایی مستقیم و تقویت هم‌افزایی آنتی‌بیوتیک‌های موجود را ارائه می‌دهند. تحقیقات آینده باید بر روشن کردن مکانیسم مولکولی دقیق هیرونپین-2، بهینه‌سازی ساختار آن برای افزایش فعالیت و پایداری، و ارزیابی ایمنی و اثربخشی آن در مدل‌های حیوانی عفونت تمرکز کند.

5.3 درمان شخصی‌سازی شده با زالو

شناسایی بیومارکرهایی مانند TcPO2 و TcPCO2 که پاسخ به درمان با زالو را پیش‌بینی می‌کنند، امکان پروتکل‌های درمانی شخصی‌سازی شده را نشان می‌دهد. نظارت بی‌درنگ می‌تواند به پزشکان اجازه دهد تا تعداد زالوها و مدت زمان درمان را برای نیازهای فردی بیمار تنظیم کنند و نتایج را بهینه کرده و در عین حال خطرات را به حداقل برسانند.

5.4 رویکردهای یکپارچه

استفاده سنتی از *H. nipponia* در طب چینی برای بیماری‌های قلبی عروقی اکنون با مطالعات مولکولی که ترکیبات زیست‌فعال خاص مسئول اثرات درمانی را شناسایی می‌کنند، تأیید می‌شود. ادغام مداوم دانش سنتی با روش‌های علمی مدرن، نویدبخش کشفیات اضافی است.

در نتیجه، *Hirudo nipponia* ارزش منابع طبیعی متنوع زیستی را برای کشف دارو و درمان پزشکی نشان می‌دهد. از عوامل ضد انعقاد و ضد پلاکت گرفته تا پپتیدهای ضد میکروبی جدید و درمان با زالوهای زنده در جراحی ترمیمی، کاربردهای پزشکی این گونه همچنان در حال گسترش است. با پیشرفت فناوری‌های ژنومی و تحلیلی، انتظار می‌رود مولکول‌های درمانی بیشتری از *H. nipponia* و گونه‌های مرتبط ظهور کنند و راه‌حل‌های جدیدی برای چالش‌های پزشکی فوری از جمله مقاومت آنتی‌بیوتیکی و بیماری ترومبوتیک ارائه دهند.

منابع

[1] Lee, S., et al. (2025). Real-time 3D visualization of leech peptide reveals potent antibacterial and antibiofilm activity. *Advanced Science*.

[2] Cheng, B., et al. (2023). Molecular cloning and functional analysis of HnSaratin from Hirudo nipponia. *Gene*, 869, 147401.

[3] Kashiwagi, K., et al. (2013). Quantitative analysis of hemodynamics of congested island flaps under leech therapy. *Journal of Medical Investigation*, 60(3-4), 213-220.

• [4] Nature Research Intelligence. (n.d.). Medicinal Leech Therapy. *Nature Portfolio*.

• [5] Yang, C., et al. (2024). Herbal Textual Research on Hirudo. *Chinese Journal of Modern Applied Pharmacy*, 41(19), 2648-2657.

• [6] Kashiwagi, K., Hashimoto, I., Abe, Y., Kotsu, K., Yamano, M., & Nakanishi, H. (2013). Quantitative analysis of hemodynamics of congested island flaps under leech therapy. *Journal of Medical Investigation*, 60(3-4), 213-220.

[7] Cheng, B., et al. (2019). Identification and characterization of hirudin-HN, a new thrombin inhibitor, from the salivary glands of Hirudo nipponia. *PeerJ*, 7, e7716.

[8] Zhao, F., et al. (2024). Comparative genomics of two Asian medicinal leeches Hirudo nipponia and Hirudo tianjinensis: With emphasis on antithrombotic genes and their corresponding proteins. *International Journal of Biological Macromolecules*, 269, 132278.

[9] Cheng, B., et al. (2023). Molecular cloning and functional analysis of HnSaratin from Hirudo nipponia. *Gene*, 869, 147401.