חומציות הקיבה והשפעותיה על מעטפת הליפוזום

השלב הראשון בו הליפוזום נתקל לאחר בליעה הוא הסביבה החומצית של הקיבה, אשר מתאפיינת ב-pH נמוך במיוחד ובנוכחות של אנזימים פרוטאוליטיים כמו פפסין. מרבית הליפוזומים שתוכננו לשימוש אוראלי מצוידים במעטפת פוספוליפידית דו-שכבתית שמסוגלת לשרוד את תנאי הקיבה לפרק זמן מוגבל. מחקר עדכני הדגים כי עד 80% מהפוספוליפידים מתפרקים בסביבה של ליפוליזה דינמית תוך שעה אחת בלבד [1]. עם זאת, תוספת של כולסטרול או שימוש בפוספוליפידים רוויים יכולה להאריך את משך השרידות של הליפוזום בתנאים חומציים [2]. ככל שהליפוזום שורד טוב יותר בקיבה, כך עולה הסיכוי שהוא יגיע בשלמותו למעי ויבצע את פעולתו המלאה.

מעבר דרך שכבת הריר ושחרור בתאי המעי

לאחר שהליפוזום שורד את מעברו בקיבה, הוא מגיע לתחילת המעי הדק, אזור בו הוא נתקל בשכבת ריר מימית וצמיגה, המכילה מוקוס, אנזימים וחלבונים קושרי ליפידים. יכולתו של ליפוזום לחדור דרך שכבת ריר זו תלויה בעיקר בגודלו, במטען החשמלי שלו (אלמנט מאוד נפוץ בהרבה חומרי מזון), ובציפוי השטח החיצוני שלו. ליפוזומים לא מטופלים נוטים להיתקע בשכבת הריר ולהיות מופרשים החוצה, בעוד שליפוזומים בעלי ציפוי של חומרים מסוימים כמו chitosan או PEG מצליחים לחדור ביעילות לרירית ולהגיע לתאי האפיתל [3]. אזורים מיוחדים במעי כמו Peyer’s patches כוללים תאי M שתפקידם להכניס חומרים מבחוץ אל תוך הרקמה. ליפוזומים שמגיעים לאזורים אלו יכולים להיספג באמצעות תהליך אקטיבי של אנדוציטוזה דרך תאים אלה, וכך להעלות את הסבירות לחדירה למחזור הדם.

מנגנוני שחרור תוך-מעיים: מתי וכיצד משתחררת התכולה?

בתוך חלל המעי, שחרור התכולה מתוך הליפוזום יכול להתרחש בדרכים שונות: פירוק של המעטפת בידי אנזימים, שחרור מבוקר עקב שינוי pH, חדירה ישירה לתאים, או התמוססות של המעטפת במגע עם חומצות מרה ומלחי עיכול. תהליכים אלו נשלטים בין השאר על-ידי מבנה הליפוזום, סוג הליפידים אשר מרכיבים את הממברנה שלו, הרכב המשטח, גודל החלקיקים ויחס שטח-נפח [4]. ישנם ליפוזומים שמעוצבים כך שישארו סגורים עד הגעתם לסביבה בסיסית כמו זו של המעי הריק, בעוד אחרים מגיבים לריכוזים של ליפאזות מקומיות. ככל שהשחרור מתוזמן ונשלט טוב יותר, כך משתפרת הזמינות הביולוגית וההשפעה הקלינית של החומר הפעיל.

פתרונות טכנולוגיים לשיפור עמידות ושחרור מדויק

כדי להתמודד עם האתגרים השונים, פותחו מגוון פתרונות טכנולוגיים: שימוש בליפוזומים רב-שכבתיים לשחרור הדרגתי/ הכללה של כולסטרול למניעת פירוק מוקדם/ ציפוי בשכבות פולימריות (כמו chitosan) המגנות מפני אנזימים ומעודדות ספיגה תאית/ וגם התאמה של גודל חלקיקים למעבר אופטימלי דרך רירית המעי. בנוסף, נוספו טכנולוגיות חדשות של pH-sensitive liposomes אשר מאפשרות שחרור ממוקד רק בסביבה בסיסית של המעי [5]. טכנולוגיות אלו משפרות דרמטית את רמת החומר המגיע למחזור הדם, תוך הפחתה של תופעות לוואי אפשריות.

מקורות

1. Liu W, et al. Adapting liposomes for oral drug delivery.

2. Carrière F, et al. Exploring the fate of liposomes in the intestine by dynamic in vitro lipolysis.

3. Latroche D, et al. Liposome optimisation for oral delivery of nutraceuticals in food.

4. Zhang Y, et al. Liposomes as Advanced Delivery Systems for Nutraceuticals: A Review.

5. Wang Y, et al. Recent Advances in Oral Peptide or Protein-Based Drug Liposomes.

מאמר זה נכתב על ידי Sequoia Labs והוא מתבסס על מחקרים עדכניים מתוך הספרות המדעית הבינלאומית. כל המקורות נבדקו ידנית ואומתו לשם ביסוסם, הרלוונטיות שלהם לנושא המדובר, וזמינותם דרך מקור מוסמך ומאובטח לציבור הרחב לשם גישה חופשית ונוחה.