וירוזום המיוצר מנגיף השפעת הוא הנשא הנפוץ ביותר הודות לחלבונים נגיפיים ייחודיים הנמצאים על גבי המעטפת שלו, כגון החלבון המהגלוטינין ונוירואמינידאז. חלבונים אלו תורמים ליציבות ואחידות המעטפת של הנגיף והוירוזום. החלבון המהגלוטינין מסייע לנגיף בתהליך ההדבקה ובתהליך האיחוי (אנדוציטוזה), המנוצלים בווירוזום לצורך שיגור התרופה לתוך תא המטרה. כתוצאה מכך וירוזומים שנוצרו מנגיף האינפלואנזה בעלי יתרון משמעותי על פני וירוזומים ונשאים אחרים.
ננו-קפסולות.
ננו-קפסולה היא ננו-חלקיק בעל מעטפת חיצונית (העשויה בדרך כלל מחומר פולימרי) וחלל פנימי, כאשר החלל הפנימי עשוי להכיל תרופה. המטרות העיקריות של נשא זה הן ייעול אינטראקציות כימיות, מניעת תהליכי חמצון התרופה הלכודה ושחרור מבוקר שלה. היום ניתן לייצר ננו-קפסולות במגוון ממדים, צורות ותפקידים שונים. ניתן לייצר קפסולות בעלות תכונות ביוכימיות, אלקטרומגנטיות ואופטיות רצויות המאפשרות שחרור מנות קצובות של התרופה. כמו כן, ניתן לייצר קפסולות המותאמות ליישומים מורכבים יותר, כגון שחרור תכולת הננו-קפסולות כתגובה לשינויים סביבתיים- כימיים או כתגובה לשינוי בריכוז מולקולה מסוימת. דוגמה לשינוי סביבתי היא שימוש במולקולה הרגישה לשינויים בחומציות או בפוטנציאל הנוצרים עקב ההיפוקסיה שמייצר הגידול הסרטני כדי לגרום לשחרור התרופה מהקפסולה.☃☃ ↵דרך נוספת לשחרור מבוקר הוא בעזרת קשירת רצפטורים ספציפיים כנגד תאים סרטניים או תאי מטרה אחרים על פני השטח של הננו-קפסולות. בנוסף לכך, שימוש בטכנולוגיה זו מאפשרת שיגור תרופות שאינן יציבות או אינן מסיסות במים ולכן העברתם לרקמות ואיברים רצויים בלתי אפשרית בשיטות מתן התרופות המסורתיות. תודות לתכונות הייחודיות של הננו-קפסולות השימוש בהן מאפשר ירידה משמעותית במינון התרופה והפחתה בתופעות הלוואי. ↵ננו ספירות - הן מקרה פרטי של ננוקפסולות. ננו-ספירה היא חלקיק ננומטרי כדורי וחלול. את הננו-ספירה ניתן לייצר ממגוון גדול של חומרים כגון: חלבונים, סוכרים, חומצות גרעין, מתכות, חומרים אורגניים ואי אורגניים ועוד. כתוצאה מכך לננו-ספירה מגוון רחב של יישומים ביניהם שיגור תרופות. יצירת החלקיקים הננו-ספירים מאפשרת להקטין את צפיפות החומר ולהגדיל את שטח הפנים שלו. המבנה הננו-ספירי מאפשר מספר דרכים לנשיאת התרופה; לעיתים החלקיק חלול ומעטפתו החיצונית היא התרופה או לחלופין ניתן לכלוא את התרופה בתוך החלקיק כאשר המעטפת מורכבת מחומר אחר. למעטפת חשיבות רבה כיוון שמעבר להיותה גוף החלקיק, ניתן להעניק לה תכונות שיקלו על שיגור התרופה והכוונתה ליעד המתאים. לדוגמה: ניתן לייצר את המעטפת מסוכר המהווה מזון לחיידקים אליהם מיועדת אנטיביוטיקה הכלואה בחלל החלקיק. כך החיידקים יתרכזו סביב החלקיק ויחשפו את התרופה תוך פירוק הסוכר . יתרונות נוספים שניתן להעניק על ידי שליטה במבנה המעטפת הם: שליטה בקצב שחרור התרופה על ידי ייצור מעטפת עבה יותר, או הגנה על התרופה מפני מערכת החיסון על ידי כליאת התרופה בתוך מעטפת אינרטית.
דנדרימרים.
הדנדרימרים מאופיינים במבנה תלת ממדי מרושת, סימטרי וכדורי המקנה להם מגוון רחב של שימושים. דנדרימרים הם סוג חדש של פולימרים שנוצרו במקור מסינתזה פשוטה של חזרות רבות על מונומר (תת היחידה). בדנדרימרים תהליך הפילמור של תתי היחידות אינו קווי באוריינטציה של קשר ראש לזנב, אלא מעגלי במרחב בשל מספר הקבוצות פונקציונליות הקיימות על כל מונומר. לדנדרימרים תכונות ייחודיות כגון: הסתעפויות רבות, משקל מולקולרי מוגדר וחלל פנימי בין ענפי הדנדרימר, בדרך כלל בעל אופי הידרופובי. ניתן לשלוט על גודל הדנדרימר לפי מספר הפילמורים המעגליים. תכונות אלו הפכו את הדנדרימרים ליעד מושך עבור פיתוח יישומים ביולוגיים ולשיגור תרופות בפרט.
ניתן להעניק לדנדרימרים תכונות רצויות על ידי חיבור קבוצות פונקציונליות על פני שטח המולקולה או בחללים שנוצרים בין הענפים. בדרך זו ניתן לתכנן את המולקולה בהתאם למטרה הטיפולית שלשמה נועדה: לכוונה ליעד הרצוי בגוף, לשלוט באופן שחרור התרופה ולדאוג לאחסון מתאים של התרופה בחלל המולקולה. לדוגמה: ניתן להפוך את הדנדרימרים למסיסים במים על ידי עטיפת המולקולה בקבוצות הידרופיליות. את התרופה ניתן לחבר לסביבה החיצונית של הדנדרימר עצמו, לקבוצות הפונקציונליות או לאחסנה בחלל הפנימי של הדנדרימר.
האפשרות האחרונה הציבה את הדנדרימרים בחזית המחקר למציאת נשא מתאים לתרופות אנטי סרטניות. אולם המחקר עדיין בראשית דרכו ויש לשכלל את השיטה על מנת למצוא פתרונות מתאימים.
ננו-סיבים.
ננו-סיבים הם סיבים חלולים בעלי קוטר קטן ממיקרומטר אחד. סיבים אלה מיוצרים באמצעות טוויה אלקטרונית. בטכנולוגיה זו מייצרים ננו-סיבים על ידי משיכה חשמלית ללא מגע מכני וממגוון חומרים שונים, כגון פולימרים. יחס גבוה בין שטח פנים לנפח מקנה תכונות מיוחדות לננו-סיבים ומאפשר אינטראקציה מהירה של החומר עם הסביבה. לדוגמה, ננו-סיב אחד יכול לבוא במגע עם אלפי תאים. לננו-סיבים מגוון יישומים בתחומים רבים וביניהם יישומים בתחום הרפואה כולל שיגור תרופות.
השימוש בננו-סיבים כנשאי תרופות מתבצע במספר דרכים וביניהם קשירת התרופה לפולימר או הכנסת התרופה לחלל הפנימי של הסיב. שחרור התרופה מהננו-סיבים באתר המטרה מתאפשר במספר דרכים: הפרשה או דיפוזיה מתוך הסיב או פירוק עצמי של הסיב באתר המטרה.
פולימרים סינתטיים.
קשירת פולימרים ביולוגיים (כגון פפטידים או חלבונים) לפולימרים סינתטיים מייצרת מבנים מורכבים בממדים ננומטריים המשמשים כמערכות לשיגור תרופות. במבנה זה הפולימר הביולוגי מהווה את התרופה, והפולימר הסינתטי מהווה את הנשא. הקישור בין הפולימרים נוצר באמצעות קשר קוולנטי או במקרים אחרים בשיטת הרכבה עצמית (self-assembly). המבנים, בהם התרופה קשורה לפולימר סינתטי מפחיתים את הרעילות של התרופה, מונעים תגובה חיסונית כנגדה ומגבירים את מסיסותה. באותה הדרך ניתן לקשור לפולימרים סינתטיים מקטעי דנ"א הנושאים עליהם גנים שונים וכך ליצור מערכות לשיגור גנים ללא שימוש בנשאים נגיפיים.
אתגרים עתידיים.
לשימוש במערכות של שיגור תרופות פוטנציאל רפואי גדול בעולם הננוטכנולוגיה כגון: טיפולים אנטי סרטניים, ריפוי גני, רדיותרפיה, חיסונים, ומעבר תרכובות טיפוליות במחסום דם-מוח. אולם האתגר הגדול שהמחקר יידרש להתמודד עמו הוא בתחום הננו טוקסיקולוגיה. הידע הנצבר בתחום זה יתרום למציאת פתרונות לרעילותם האפשרית ולפירוקם של הנשאים או פנוים מהגוף על מנת לצמצם את תופעות הלוואי.
טרנטולה אדומת ברכיים מקסיקנית
טרנטולה אדומת ברכיים מקסיקנית (שם מדעי: "Brachypelma smithi"), היא מין של טרנטולה יבשתית הנפוצה בהרי סיירה מדרה במקסיקו. מדובר במין גדול ממדים ובעל תוחלת חיים ארוכה האופיינית למינים רבים של טרנטולה. מין זה מהווה בחירה פופולרית בקרב מגדלים.
תיאור.
אדומת הברכיים הבוגרת היא בעלת גוף כהה, וכתמים כתומים על מפרקי הרגליים. המפרק השני כולו כתום-אדמדם. צבעיה של הטרנטולה מודגשים במיוחד לאחר השלת עורה. החלקים השחורים כהים מאוד, והמפרקים נוטים לגוון אדום.
אורך גופה של הנקבה הבוגרת כ-10 ס"מ ומוטת רגליה כ-15 ס"מ. משקלה של הנקבה כ-15 גרם. הזכר דומה בצורתו לנקבה, אך גופו קטן במעט, רגליו ארוכות יותר ובעלות זיזים בולטים המבחינים אותו מהנקבה. בעזרת זיזים אלה מונע הזכר מהנקבה לנשוך אותו בזמן ההזדווגות, שכן בדומה למינים שונים של עכבישים (דוגמת האלמנה השחורה), עלולות טרנטולות נקבות לאכול את הזכר במהלך ההזדווגות.
תוחלת חיים.
אדומת הברכיים גדלה באיטיות, ומגיעה לבגרות מינית מאוחר יחסית. אורך חייה הממוצע של הנקבה נע בין 20 ל-30 שנה, ושל הזכר עד 10 שנים.
התנשלות.
בדומה לכלל הטרנטולות, גם אדומת הברכיים היא מיגלומורפית וחייבת להתנשל על מנת לגדול. במהלך ההתנשלות מתחדשת קליפתה החיצונית של הטרנטולה, וגפיים חסרות מתחדשות בהדרגה מנשל לנשל. טרנטולה צעירה שטרם סיימה את תהליך הגדילה תשיל את עורה מספר פעמים בשנה, בעוד שטרנטולה בוגרת תשיל את עורה בערך אחת לשנה. לקראת ההתנשלות תרד רמת הפעילות של הטרנטולה המשמרת אנרגיה לקראת תהליך הנשל, והיא תפסיק לאכול. הכתם הבהיר בבטנה של הטרנטולה משחיר בהדרגה, דבר המעיד על קיומו של עור חדש מתחתיו. במהלך ההתנשלות תשכב לרוב הטרנטולה על גבה, ותשהה בתנוחה זו מספר שעות. בסיום התהליך תיוותר הטרנטולה כשעורה חדש ומבהיק, אך מקומט. הדם שיזרום לתוך העור החדש ימתח אותו. מאחר שניביה של הטרנטולה הם חלק מהשלד החיצוני שלה, עליה לחכות יומיים נוספים עד להתקשות השלד החיצוני החדש בטרם תוכל לחזור ולאכול.
התנהגות.
בדומה לרוב הטרנטולות מהעולם החדש, אדומת הברכיים המקסיקנית בועטת מבטנה שערות צורבות כאשר היא חשה מאוימת. מדובר בשערות היוצרות גירוי ברקמות ריריות כגון עיניים וחלל הפה, כדרך להגנה מפני טורפים. דרך נוספת בה מתמודדת אדומת הברכיים עם טורפים היא באמצעות הנפת ארבע רגליה הקדמיות אל על בתנוחה מאיימת, הגורמת לטורף פוטנציאלי לתפוש אותה כגדולה יותר מכפי שהיא במציאות (בדומה לחתול המקמר את גבו כשהוא חש מאוים). אדומת הברכיים היא בעלת רעילות נמוכה לבני אדם, למעט במקרים של תגובה אלרגית. מין זה נחשב לרגוע, וכמעט ולא מוכרים מקרים שבהם מין זה נשך אדם.