Therapeutic efficacy of Hirudo verbana leech extract in a thermal wound model

Abstract

Actuality. The ongoing environmental crisis, pandemics, and warfare, including the large-scale conflict in Ukraine, have led to a rise in wound-related conditions, burns, and inflammatory skin diseases. Oxidative stress is a key pathogenic factor delaying wound healing. There is a pressing need for new dermatological agents with antioxidant, reparative, and anti-inflammatory properties. Leechderived products, long used in traditional medicine, are now being explored for these purposes, yet their efficacy in topical applications remains underinvestigated. The purpose of the work. To evaluate the reparative, anti-inflammatory, and antioxidant efficacy of a leech extract in a thermal burn wound model in rats, and to compare its effects to the reference drug Dioxizol. Material and methods. Hirudo verbana leeches were processed to obtain a sterile aqueous protein extract. Male Wistar rats with third-degree thermal burns were treated topically with either the leech extract, Dioxizol, or left untreated. Burn healing progression was assessed clinically and biochemically over 30 days. Serum concentrations of nitrotyrosine, IL-1β, and VEGF were measured via ELISA. Statistical significance was analyzed using Student’s t-test and Mann–Whitney U test. Research results. Leech extract significantly accelerated wound healing compared to controls and showed greater efficacy than Dioxizol in terms of granulation, epithelialization, and total healing time. Biochemical analysis revealed a 56% reduction in nitrotyrosine, a 70% decrease in IL-1β, and a 37,5% increase in VEGF levels, indicating strong antioxidant and reparative effects. The extract’s effectiveness is likely due to bioactive proteins (hirudin, bdellin, antistasin) and compounds such as gibberellic acid. Conclusion. Topical application of leech extract significantly improves burn wound healing through antioxidant, anti-inflammatory, and pro-regenerative mechanisms, outperforming the reference agent Dioxizol. These findings support further investigation into leechbased dermatological formulations. Актуальність. Екологічна криза, що триває, пандемії та війна, зокрема повномасштабний збройний конфлікт в Україні, призвели до зростання кількості поранень, опіків і запальних захворювань шкіри. Окислювальний стрес є ключовим патогенетичним чинником, що уповільнює загоєння ран. Існує нагальна потреба у створенні нових дерматологічних засобів з антиоксидантною, репаративною та протизапальною дією. Продукти, отримані з медичної п’явки, які давно використовуються в народній медицині, нині активно досліджуються, однак їхня ефективність за місцевого застосування залишається не досить вивченою. Мета дослідження – оцінити репаративну, протизапальну й антиоксидантну ефективність екстракту з п’явок у моделі термічної опікової рани в щурів, порівняти її з ефектами референтного препарату Діоксизоль. Матеріал і методи. Медичні п’явки Hirudo verbana були використані для отримання стерильного водного білкового екстракту. Самців щурів лінії Вістар з термічними опіками III ступеня лікували місцево екстрактом п’явки, Діоксизолем або не лікували взагалі (контроль). Динаміку загоєння оцінювали клінічно та біохімічно протягом 30 днів. У сироватці крові вимірювали концентрацію нітротирозину, ІЛ-1β та VEGF методом ІФА. Статистичну обробку проводили з використанням t-критерію Стьюдента та U-критерію Манна – Вітні. Результати дослідження. Екстракт п’явки достовірно прискорював загоєння ран порівняно з контролем і перевершував Діоксизоль за показниками грануляції, епітелізації та загального часу загоєння. Біохімічний аналіз виявив зниження рівня нітротирозину на 56%, ІЛ-1β – на 70%, підвищення VEGF на 37,5%, що свідчить про потужну антиоксидантну та репаративну дію. Ефективність екстракту, імовірно, пов’язана з біоактивними білками (гірудин, бделін, антистазин) і сполуками, як-от гіберелінова кислота. Висновок. Місцеве застосування екстракту з п’явок достовірно покращує загоєння опікових ран завдяки антиоксидантним, протизапальним і репаративним механізмам, перевершує за ефективністю референтний препарат Діоксизоль. Отримані результати обґрунтовують доцільність подальших досліджень п’явкових дерматологічних засобів.