גילוי שלפוחיות חוץ-תאיות של מיקרו-אצות

שלפוחיות חוץ-תאיות הן שלפוחיות אנדוגניות בגודל ננומטר המופרשות על ידי תאים, בקוטר של 30-200 ננומטר, עטופות בקרום דו-שכבתי של ליפידים, הנושאות חומצות גרעין, חלבונים, ליפידים ומטבוליטים ועוד. שלפוחיות חוץ-תאיות הן הכלים העיקריים לתקשורת בין-תאית, המעורבים בחילופי חומרים בין תאים. שלפוחיות חוץ-תאיות יכולות להיות מופרשות על ידי מגוון תאים בתנאים רגילים ופתולוגיים, והן מגיעות בעיקר מהשלפוחיות החוץ-תאיות הנוצרות על ידי חלקיקים ליזוזומלים תוך-תאיים ומשוחררות למטריצה ​​החוץ-תאית לאחר מיזוג של הממברנה החוץ-תאית וקרום התא של השלפוחיות. בשל אימונוגניות נמוכה, תופעות לוואי לא רעילות, מיקוד חזק, יכולת חציית מחסום הדם-מוח ומאפיינים אחרים, הן נחשבו לנשאיות תרופה פוטנציאליות. בשנת 2013 הוענק פרס נובל לפיזיולוגיה ורפואה לשלושה מדענים הקשורים לחקר שלפוחיות חיצוניות. מאז, החוגים האקדמיים והתעשייתיים הציתו גל של מחקר, פיתוח, יישום ומסחור של שלפוחיות חוץ-תאיות.

שלפוחיות חוץ-תאיות מתאי צמח עשירות ברכיבים פעילים ייחודיים, קטנות בגודלן ובעלות יכולת חדירה לרקמות. את רובן ניתן לבלוע ולספוג ישירות במעי. לדוגמה, שלפוחיות ג'ינסנג תורמות להתמיינות של תאי גזע לתאי עצב, ושלפוחיות ג'ינג'ר יכולות לווסת את פלורת המעי ולהקל על קוליטיס. מיקרו-אצות הן הצמחים החד-תאיים העתיקים ביותר על פני כדור הארץ. ישנם כמעט 300,000 סוגים של מיקרו-אצות הפזורים באופן נרחב באוקיינוסים, אגמים, נהרות, מדבריות, רמות, קרחונים ומקומות אחרים, עם מאפיינים אזוריים ייחודיים. במהלך האבולוציה של 3 מיליארד בני כדור הארץ, מיקרו-אצות תמיד הצליחו לשגשג כתאים בודדים על פני כדור הארץ, דבר שאינו ניתן להפרדה מהצמיחה יוצאת הדופן שלהן ויכולת התיקון העצמי שלהן.

שלפוחיות חוץ-תאיות של מיקרו-אצות הן חומרים פעילים ביו-רפואיים חדשים בעלי בטיחות ויציבות גבוהות יותר. למיקרו-אצות יתרונות רבים בייצור שלפוחיות חוץ-תאיות, כגון תהליך גידול פשוט, צמיחה מבוקרת, זולה, מהירה, תפוקה גבוהה של שלפוחיות וקלות להנדסה. במחקרים קודמים, נמצא כי שלפוחיות חוץ-תאיות של מיקרו-אצות נספגות בקלות על ידי תאים. במודלים של בעלי חיים, נמצא כי הן נספגות ישירות דרך המעי ומועשרות ברקמות ספציפיות. לאחר הכניסה לציטופלזמה, הן יכולות להישאר במשך מספר ימים, דבר התורם לשחרור תרופה לאורך זמן.

בנוסף, שלפוחיות חוץ-תאיות של מיקרו-אצות צפויות להכיל מגוון תרופות, אשר משפרות את יציבות המולקולות, את השחרור האיטי, את יכולת ההסתגלות דרך הפה וכו', ובכך פותרות את המכשולים הקיימים במתן תרופות. לכן, לפיתוח שלפוחיות חוץ-תאיות של מיקרו-אצות יש היתכנות גבוהה בתהליכי טרנספורמציה קלינית ותיעוש.