La lépirudine ([Leu1, Thr2]-63-désulfohirudine) est une hirudine recombinante dérivée de cellules de levure. Ce polypeptide, composé de 65 acides aminés, a un poids moléculaire de 6 979,5 Daltons. L'hirudine naturelle est produite à l'état de traces par la sangsue Hirudo medicinalis sous forme d'une famille d'isopolypeptides ayant un haut degré d'homologie.
La lépirudine est un inhibiteur direct et hautement spécifique de la thrombine. Son activité se mesure par une méthode chromogénique. Une unité antithrombine (UAT) est la quantité d'hirudine nécessaire pour neutraliser une unité de la préparation de thrombine no 89/588 de l'OMS. L'activité spécifique de la lépirudine est d'environ 16 000 UAT/mg.
Son mode d'action est indépendant de l'antithrombine III. Le facteur plaquettaire 4 n'inhibe pas la lépirudine. Une molécule d'hirudine se lie à une molécule de thrombine, inhibant ainsi l'activité thrombogénique de cette dernière. De ce fait, tous les tests de coagulation thrombine-dépendants sont modifiés ; par exemple, le TCA s'allonge de façon dose-dépendante.