בשנים האחרונות, השימוש בתרופות מבוססות חלבונים ופפטידים הולך ומתעצם. אולם, רובן המוחלט של תרופות אלו מחייב מתן ישירות אל הדם, בזריקה, המלווה בכאב וגורמת לאי-נוחות בקרב המטופל. הסיבה לכך היא שבמתן דרך הפה, על מנת להגיע אל מחזור הדם, על מולקולות התרופה להישאר יציבות בסביבת מערכת העיכול, המערבת חומציות גבוהה מאוד ופעילות אנזימים. כמו כן, עליהן לחדור דרך שכבת תאי האפיתל, המהווה את דופן המעי. היות שחלבונים הם מולקולות גדולות ורגישות מאוד, מתן של תרופות מבוססות חלבון בדרך זו הוא כמעט בלתי אפשרי.

אחד הפתרונות המובילים בתחום הוא טעינת התרופות על ליפוזומים – חלקיקים בממדי הננומטר המורכבים מדו-שכבה ליפידית הסוגרת על תמיסה מימית. ליפוזומים יכולים לשפר משמעותית את יציבותן של התרופות במערכת העיכול. עם זאת, ליפוזומים סטנדרטיים עדיין לא מאפשרים חדירה דרך שכבת האפיתל במעי. לכן, ישנו ביקוש גובר לפיתוח מנגנונים שיקנו לליפוזומים את היכולת לעשות זאת. מחקרים אחרים בתחום הליפוזומים הראו ששילוב של חלבונים ממברנליים (החלבונים המצויים בממברנת התא) במעטפת של ליפוזומים מאפשר יצירה של "ליפוזומים ביומימטיים". ליפוזומים אלו "מחקים" חלק מהמנגנונים הביולוגיים של התאים מהם נלקחו החלבונים הממברנליים שהוספו למעטפת. יתר על כן, מחקרים הראו שננוחלקיקים שנעטפו בממברנות של תאי סרטן נצמדים באופן מוגבר לתאים סרטניים מאותו הסוג. בהתבסס על עקרונות אלו, מטרת המחקר הנוכחי הייתה לייצר ליפוזומים ביומימטיים מבוססים תאי אפיתל מעי (Caco-2), אשר ייצמדו באופן מוגבר אל דופן המעי, תוך שמירה על יציבות במיצי העיכול של הקיבה. היצמדות מוגברת אל תאי האפיתל של המעי תגדיל את הסיכוי שהליפוזומים יצליחו לחדור דרכם וכך להחדיר את מולקולות התרופה אל מחזור הדם.

לצורך המחקר, חלבונים ממברנליים הופקו מתרביות של תאי Caco-2. באמצעות מערכתNOVA Benchtop IJM, בה תמיסה ליפידית ותמיסה מימית מוזרמות בצינורות דקיקים ומעורבלות במהירות, יוצרו ליפוזומים סטנדרטיים וליפוזומים ביומימטיים, שהתמיסה המימית שלהם הכילה גם את החלבונים הממברנליים. באמצעות Dynamic Light Scattering (DLS) נמדדו תכונותיהם הפיזיו-כימיות של החלקיקים, הכוללות גודל, התפלגות גדלים (Polydispersity Index – PDI), ריכוז ומטען (פוטנציאל זטה). בנוסף, נבדקה הימצאותם של חלבונים ממברנליים במעטפת הליפוזומים הביומימטיים באמצעות SDS-PAGE ו-Western Blots. לאחר מכן, נבדקה יציבותם של החלקיקים בתמיסה המדמה את מיצי העיכול בקיבה (Simulated Gastric Fluid - SGF) באמצעות אפיון חוזר ב-DLS. כמו כן, החלקיקים הושהו באינקובציה עם תאי Caco-2 לפרק זמן של שעה ו-24 שעות, ושיעור היצמדותם אל התאים נמדד באמצעות קריאת האות הפלואורסצנטי שלהם.

תכונותיהם הפיזיו-כימיות של הליפוזומים והליפוזומים הביומימטיים היו עקביות בין חזרות ועמדו ברוב הסטנדרטים המקובלים בהובלה של תרופות. כמו כן, שילוב החלבונים הממברנליים לא השפיע באופן מובהק על תכונות אלו, והשהיית החלקיקים ב-SGF לא גרמה לשינוי מהותי הן בתכונותיהם של הליפוזומים הסטנדרטיים והן באלו של הליפוזומים הביומימטיים. זאת ועוד, ליפוזומים ביומימטיים הדגימו היצמדות גדולה כמעט פי שלושה מזו של ליפוזומים אל תרביות תאי Caco-2 לאחר אינקובציה של שעה. תוצאות אלו מראות שליפוזומים ביומימטיים, ששולבו במעטפת שלהם חלבונים ממברנליים של תאי אפיתל מהמעי, משמרים את יציבותם במיצי העיכול של הקיבה ונצמדים באופן מוגבר אל מודל של תאי האפיתל במעי, זאת תוך עמידה בסטנדרטים המקובלים לליפוזומים בהובלה של תרופות. ממצאים אלו מעידים על כך שלליפוזומים ביומימטיים מבוססים תאי אפיתל מעי יש פוטנציאל לאפשר בהמשך מתן של תרופות מבוססות חלבון בבליעה, וכך להקל על חייהם של מטופלים רבים. מחקר נוסף בתחום, מומלץ לבחון את יעילותם של החלקיקים במודל שלם ומדויק יותר של מערכת העיכול כאשר הם נושאים מולקולות של תרופה.