الجسيمات الشحمية

ما هي ميزات الهيكل يستخدم التصنيف مزايا وعيوب

ماذا يكون

الجسيمات الشحمية هي هياكل حويصلية مغلقة يمكن أن تختلف أبعادها من 20-25 نانومتر حتى 2.5 ميكرومتر (أي 2500 نانومتر). يتميز هيكلها (الذي يشبه إلى حد بعيد تركيب أغشية الخلايا) بوجود طبقة مزدوجة أو أكثر من الدهون البرمائية التي تحدد نواة محبة للماء تحتوي على مادة في الطور المائي. علاوة على ذلك ، فإن المرحلة المائية موجودة أيضًا خارج الجسيمات الشحمية.

تم اكتشاف الجسيمات الشحمية ، بطريقة عشوائية تمامًا ، في أوائل الستينيات من قبل أخصائي أمراض الدم الإنجليزي أليك بانغهام أثناء تجربة مجهر إلكتروني تم إجراؤه مع زميله ر. هورن.
كان الاهتمام بهذا الاكتشاف مرتفعًا على الفور ، خاصة في المجال الطبي الصيدلاني ، وليس من المستغرب أنه منذ سبعينيات القرن الماضي ، تم استخدام الجسيمات الشحمية ، في شكل تجريبي ، كناقلات للأدوية. تدريجيًا ، تعلم الباحثون تحسين خصائص الجسيمات الشحمية بطريقة تجعلها قادرة على ممارسة التأثير العلاجي المطلوب.
كان البحث في هذا المجال ولا يزال مكثفًا للغاية ، لذلك ليس من المستغرب أن يتم استخدام الجسيمات الشحمية حاليًا كنظم فعالة لتوصيل الأدوية.

بنية

هيكل وخصائص الجسيمات الشحمية

كما ذكرنا ، فإن الجسيمات الشحمية لها بنية تتميز بوجود طبقة مزدوجة أو أكثر من الدهون البرمائية. بالتفصيل ، تتكون هذه الطبقات المزدوجة في الغالب من جزيئات الفوسفوليبيد: توضع تلك الموجودة في الطبقة الخارجية بانتظام جنبًا إلى جنب وتكشف رأسها القطبي (الجزء المحب للماء من الجزيء) نحو البيئة المائية المحيطة بها ؛ الذيل القطبي (كاره للماء) جزء من الجزيء) يواجه الداخل بدلاً من ذلك ، حيث يتشابك مع طبقة الدهون الثانية ، والتي لها تنظيم معكوس للطبقة السابقة. في طبقة الفسفوليبيد الداخلية ، في الواقع ، يتم توجيه الرؤوس القطبية نحو البيئة المائية الموجودة في تجويف الجسيم الشحمي.
بفضل هذا الهيكل المعين ، يمكن أن تظل الجسيمات الشحمية مغمورة في طور مائي ، وتستضيف في الوقت نفسه محتوى مائيًا يمكن فيه تشتيت المكونات النشطة أو الجزيئات الأخرى.
في الوقت نفسه - بفضل طبقة الفوسفوليبيد المزدوجة - يتم منع دخول وخروج جزيئات الماء أو الجزيئات القطبية ، مما يؤدي إلى عزل محتوى الجسيم الشحمي بشكل فعال (والذي لا يمكن تعديله عن طريق دخول أو خروج الماء أو المذابات القطبية).

نيوسومات

Niosomes (الجسيمات الشحمية غير الأيونية) هي الجسيمات الشحمية المعينة التي يختلف هيكلها عن الجسيمات الشحمية "الكلاسيكية". في الواقع ، في niosomes ، يتم استبدال طبقات الفسفوليبيد بدهون أمفيفية اصطناعية غير أيونية ، تضاف عادة إلى الكوليسترول. Niosomes لها أبعاد أقل من 200 نانومتر ، وهي مستقرة للغاية ولها خصائص غريبة مختلفة - من بين أشياء أخرى - تجعلها مناسبة جدًا للاستخدام الموضعي.

سمات

تعتمد خصائص الجسيمات الشحمية على البنية النموذجية التي تُمنح بها هذه الحويصلات. في الواقع ، تتميز الطبقات الخارجية بألفة ملحوظة لأغشية البلازما ، التي يتشابه تكوينها إلى حد كبير (الفوسفوليبيدات الطبيعية مثل فوسفاتيديل كولين ، فوسفاتيدي إيثانولامين وإسترات الكوليسترول).
بهذه الطريقة ، يمكن بسهولة نقل المواد القابلة للذوبان في الماء الموجودة في الكرات الشحمية الدقيقة داخل الخلايا.
في الوقت نفسه ، يمكن أن يدمج الجسيم الشحمي أيضًا جزيئات محبة للدهون نشطة دوائيًا في طبقة ثنائية الفوسفوليبيد الخارجية.
علاوة على ذلك ، كما ذكرنا ، يمكن تحسين خصائص الجسيمات الشحمية من أجل تكييف الحويصلات مع الاحتياجات الأكثر تنوعًا. للقيام بذلك ، من الضروري التدخل من خلال إجراء تغييرات هيكلية من أنواع مختلفة اعتمادًا على الهدف المراد تحقيقه: على سبيل المثال ، يمكن حل المشكلة المتعلقة بعدم استقرار الفوسفوليبيد (الميل العالي للأكسدة) عن طريق الهدرجة الجزئية ، بالإضافة من مضادات الأكسدة (ألفا توكوفيرول) أو عن طريق اللجوء إلى التجفيد (البروليبوسومات) ، مما يسمح بالحفاظ على استقرار الحويصلات لفترة طويلة جدًا.
علاوة على ذلك ، يمكن إنشاء طبقة ثنائية الدهون بطريقة تزيد من الارتباط بأنواع معينة من الخلايا ، على سبيل المثال من خلال الأجسام المضادة أو الدهون أو الكربوهيدرات. وبالمثل ، يمكن تعديل تقارب الجسيمات الشحمية لنسيج معين عن طريق تغيير تركيبته وشحنته الكهربائية (إضافة ستيريل أمين أو فسفاتيديل سيرين للحصول على حويصلات موجبة الشحنة ؛ بينما مع فوسفات ديسيتيل ، يتم الحصول على شحنة سالبة) ، مما يزيد من تركيز الدواء في العضو المستهدف.
أخيرًا ، لزيادة "عمر النصف للجسيمات الشحمية ، من الممكن تعديل سطحها عن طريق اقتران جزيئات البولي إيثيلين جلايكول (PEG) بطبقة ثنائية الليبيد ، لإنتاج ما يسمى بـ" الجسيمات الشحمية الشحمية ". يستخدم علاج مضاد للسرطان معتمد من إدارة الغذاء والدواء الجسيمات الشحمية المطلية بـ PEG ، وتحمل دوكسوروبيسين. كما ذكر أعلاه ، يزيد هذا الطلاء بشكل كبير من عمر النصف للجسيمات الشحمية ، والتي تتركز تدريجياً في الخلايا السرطانية التي تتخلل الشعيرات الدموية للورم ؛ هذه ، في الواقع ، كونها حديثة التكوين ، أكثر نفاذية من تلك الموجودة في الأنسجة السليمة ، وبالتالي تسمح للجسيمات الشحمية بالتراكم في الأنسجة الورمية وإطلاق المكونات النشطة السامة للخلايا السرطانية.

الاستخدامات

استخدامات وتطبيقات الجسيمات الشحمية

بفضل خصائصها وتركيباتها الخاصة ، تُستخدم الجسيمات الشحمية في مجالات مختلفة: من المجال الطبي والصيدلاني إلى مجال التجميل البحت. في الواقع ، نظرًا لأن الجسيمات الشحمية لها انجذاب كبير للطبقة القرنية ، فإنها تستخدم بشكل مكثف في هذا المجال لتفضيل الامتصاص الجلدي للمواد الوظيفية.
فيما يتعلق بالمجالات الطبية والصيدلانية ، من ناحية أخرى ، تجد الجسيمات الشحمية تطبيقات في كل من المجالات العلاجية والتشخيصية.
على وجه الخصوص ، فإن قدرة الجسيمات الشحمية على عزل محتوياتها عن البيئة الخارجية مفيدة بشكل خاص في نقل المواد المعرضة للتحلل (مثل ، على سبيل المثال ، البروتينات والأحماض النووية).
في الوقت نفسه ، يمكن استغلال الجسيمات الشحمية لتقليل سمية بعض الأدوية: هذا هو الحال ، على سبيل المثال ، دوكسوروبيسين - دواء مضاد للسرطان يشار إليه في سرطان المبيض والبروستاتا - والذي يتم تغليفه في الجسيمات الشحمية طويلة الانتشار تم تعديل الحرائك الدوائية بشكل كبير ، وكذلك درجة الفعالية والسمية.

تصنيف

تصنيف وأنواع الجسيمات الشحمية

يمكن إجراء تصنيف الجسيمات الشحمية على أساس معايير مختلفة ، مثل: الحجم والبنية (عدد طبقات الدهون الثنائية التي يتكون منها الجسيم الشحمي) وطريقة التحضير المعتمدة (ومع ذلك ، لن يتم النظر في التصنيف الأخير في سياق المقال).
فيما يلي ، سيتم وصف هذه التصنيفات والأنواع الرئيسية للجسيمات الشحمية بإيجاز.

التصنيف على أساس المعايير الهيكلية والأبعاد

بناءً على هيكل وعدد طبقات الفسفوليبيد الثنائية لكل حويصلة ، من الممكن تقسيم الجسيمات الشحمية إلى:

الجسيمات الشحمية أحادية الطبقة

تتكون الجسيمات الشحمية أحادية الطبقة من طبقة ثنائية فوسفورية أحادية تحيط بنواة محبة للماء.
اعتمادًا على حجمها ، يمكن تصنيف الجسيمات الشحمية أحادية الطبقة إلى:

• حويصلات صغيرة أحادية الطبقة أو سيارات الدفع الرباعي (حويصلات صغيرة أحادية الطبقة) التي يمكن أن يختلف قطرها من 20 نانومتر إلى 100 نانومتر ؛
• حويصلات كبيرة أحادية الطبقة أو LUVs (حويصلات كبيرة أحادية الطبقة) التي يمكن أن يختلف قطرها من 100 نانومتر إلى 1 ميكرومتر ؛
• الحويصلات العملاقة أحادية الطبقة أو GUVs (حويصلات العمالقة أحادية الطبقة) التي يزيد قطرها عن 1 ميكرومتر.

الجسيمات الشحمية متعددة الطبقات

الجسيمات الشحمية متعددة الطبقات أو MLVs (حويصلات متعددة الطبقات) أكثر تعقيدًا ، لأنها تتميز بوجود طبقات دهنية مختلفة متحدة المركز (أكثر من خمسة عمومًا) ، مفصولة عن بعضها البعض بمراحل مائية (بنية قشر البصل). بسبب هذه الخاصية الخاصة ، تصل الجسيمات الشحمية متعددة الصفائح إلى أقطار تتراوح بين 500 و 10000 نانومتر. باستخدام هذه التقنية ، من الممكن تغليف عدد أكبر من المكونات النشطة المحبة للدهون والماء.
تنتمي الجسيمات الشحمية قليلة الصغر المزعومة أو OLVs أيضًا إلى مجموعة الجسيمات الشحمية متعددة الطبقات (حويصلات OligoLamellar) ، التي تتكون دائمًا من سلسلة من طبقات الفسفوليبيد المزدوجة متحدة المركز ، ولكن بعدد أقل من الجسيمات الشحمية متعددة الطبقات "المناسبة".

الجسيمات الشحمية متعددة الحويصلات

الجسيمات الشحمية متعددة الحويصلات أو MVVs (حويصلات متعددة الحويصلات) من خلال وجود طبقة ثنائية الفسفوليبيد يتم تغليفها داخل الجسيمات الشحمية الأخرى والتي ، مع ذلك ، ليست متحدة المركز كما في حالة الجسيمات الشحمية متعددة الطبقات.

التصنيفات الأخرى

بالإضافة إلى ما تم رؤيته حتى الآن ، من الممكن اعتماد نظام تصنيف آخر يقسم الجسيمات الشحمية إلى:

• الجسيمات الشحمية الحساسة لـ PH: وهي حويصلات تطلق محتوياتها في بيئات حمضية قليلاً. في الواقع ، عند درجة الحموضة 6.5 ، تكون الدهون التي تتكون منها بروتونات وتفضل إطلاق الدواء. هذه الميزة مفيدة لأنه في كثير من الأحيان على مستوى كتل الورم هناك انخفاض كبير في درجة الحموضة ، بسبب الأنسجة الميتة التي تتشكل مع نمو الورم.
• الجسيمات الشحمية الحساسة للحرارة: تطلق محتوياتها عند درجة حرارة حرجة (بشكل عام حوالي 38-39 درجة مئوية). تحقيقا لهذه الغاية ، بعد إعطاء الجسيمات الشحمية ، يتم تسخين المنطقة التي توجد بها كتلة الورم ، على سبيل المثال عن طريق الموجات فوق الصوتية.
• الجسيمات الشحمية المناعية: تطلق محتوياتها عندما تتلامس مع خلية بها مستضد معين.

المميزات والعيوب

المزايا والعيوب الرئيسية للجسيمات الشحمية

استخدام الجسيمات الشحمية له عدد من المزايا المهمة ، مثل:

• مكونات طبقات الفسفوليبيد الخارجية متوافقة حيوياً ، لذا فهي لا تسبب تأثيرات سامة أو حساسية غير مرغوب فيها ؛
• هم قادرون على دمج ونقل كل من الجزيئات المحبة للماء والدسم في الأنسجة المستهدفة ؛
• المواد المحمولة محمية بفعل الإنزيمات (البروتياز ، النيوكليز) أو تغيير طبيعة البيئات (الأس الهيدروجيني) ؛
• أنها قادرة على تقليل سمية العوامل السامة أو المهيجة ؛
• يمكن إعطاؤها من خلال طرق مختلفة (عن طريق الفم ، بالحقن ، موضعي ، إلخ) ؛
• يمكن تصنيعها بطريقة تزيد من تقاربها لمواقع مستهدفة معينة (البروتينات والأنسجة والخلايا وما إلى ذلك) ؛
• إنها قابلة للتحلل البيولوجي وغير سامة ويمكن تحضيرها على نطاق واسع حاليًا.

من ناحية أخرى ، فإن العيب الرئيسي للجسيمات الشحمية مرتبط بعدم استقرارها ، نظرًا لتركيبها فهي عرضة بشكل خاص للتحلل التأكسدي. للتغلب على هذا العيب وتسهيل حفظها ، يمكن أن تخضع الجسيمات الشحمية لعمليات التجميد والتجفيف. ، فإن إعادة تشكيل هذه الأنظمة ، بالإضافة إلى التلاعب بها واستخدامها ، تتطلب مهارات محددة ، بالإضافة إلى تكاليف الإنتاج المرتفعة.