الجسيمات النانوية المستخدمة في توصيل العقاقير إلى الدماغ

{{يتيمة|تاريخ=فبراير 2017}}
'''الجسيمات النانوية المستخدمة في توصيل العقاقير إلى الدماغ''' (ب[[اللغة الإنجليزية|الإنجليزية]]:'''Nanoparticles for drug delivery to the brain''') هي وسيلة لنقل جزيئات العقاقير عبر [[حاجز دموي دماغي|الحاجز الدموي الدماغي]] باستخدام [[جسيم نانوي|الجسيمات النانوية]]. وهذه العقاقير تعبر الحاجز الدموي الدماغي وتوصل الأدوية إلى الدماغ لغرض معالجة الاضطرابات العصبية دوائيا. وتشمل هذه الاضطرابات [[مرض باركنسون]] [[مرض آلزهايمر|ومرض الزهايمر]] [[فصام|والفصام]] [[اكتئاب|والاكتئاب]] [[ورم الدماغ|وأورام الدماغ]]. ويعد عدم وجود وسيلة توصيل كافية حقيقية للعقاقير عبر الحاجز الدموي الدماغي إلى الآن يعد جزءا من الصعوبة في إيجاد علاج اضطرابات [[جهاز عصبي مركزي|الجهاز العصبي المركزي]]. وتعد [[مضاد حيوي|المضادات الحيوية]] ومضادات الأورام ومجموعة متنوعة من الأدوية الفعالة للجهاز العصبي المركزي وخصوصا [[ببتيد عصبي|البيبتيدات العصبية]]، تعد أمثلة قليلة من الجزيئات التي يمكنها عبور الحاجز الدموي الدماغي وحدها.<ref name="Kreuter1">{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Kreuter|الأول=Jörg|عنوان=Nanoparticulate systems for brain delivery of drugs|صحيفة=Advanced Drug Delivery Reviews|سنة=2001|المجلد=47|العدد=1|صفحات=65–81|doi=10.1016/S0169-409X(00)00122-8|pmid=11251246}}</ref> وبمساعدة أنظمة توصيل الجسيمات النانوية، وعلى الرغم من ذلك، أظهرت الدراسات أن بعض العقاقير يمكنها الآن عبور الحاجز الدموي الدماغي وحتى إنها تظهر أقل [[تأثير سمي|سمية]] كما أنها تقلل الآثار السلبية في الجسم كله.
تعد السمية مفهوما مهما للصيدلة وذلك لأن مستويات السمية المرتفعة في الجسم قد تكون مضرة للمريض من خلال التأثير على الأعضاء الأخرى وتعطيل وظيفتها.<ref name="Kreuter2">{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Kreuter|الأول=Jörg|عنوان=Drug delivery to the central nervous system by polymeric nanoparticles: What do we know?|صحيفة=Advanced Drug Delivery Reviews|سنة=2013|المجلد=71|العدد=|doi=10.1016/j.addr.2013.08.008|صفحات=2–14|pmid=23981489}}</ref>

وعلاوة على ذلك، فليس الحاجز الدموي الدماغي هو الناقل الفسيولوجي الوحيد لتوصيل العقاقير إلى المخ، فثمة عوامل بيولوجية أخرى تؤثر في كيفية نقل العقاقير عبر الجسم وكيفية استهدافها مواقع محددة من أجل التعامل معها وتشمل بعض هذه العوامل المرضية تغييرات تدفق الدم و[[استسقاء (طب)|الاستسقاء]] وزيادة [[ضغط داخل القحف|الضغط داخل الجمجمة]] واضطرابات التمثيل الغذائي و[[تعبير جيني|التعبير الجيني]] المتغير [[اصطناع حيوي للبروتين|وتصنيع البروتين]].<ref name=Lo>{{استشهاد بدورية محكمة |عدة مؤلفين=Lo EH, Singhal AB, Torchilin VP, Abbott NJ |عنوان=Drug delivery to damaged brain |صحيفة=Brain Res. Brain Res. Rev. |المجلد=38 |العدد=1–2 |صفحات=140–8 |سنة=2001 |pmid=11750930 |doi=10.1016/S0165-0173(01)00083-2|مسار=}}</ref> وعلى الرغم من وجود العديد من العوائق التي تصعب من تطوير نظام توصيل قوي، فإن الجسيمات النانونية توفر آلية واعدة لنقل العقاقير إلى الجهاز العصبي المركزي

== أنواع الجسيمات المستخدمة في توصيل العقاقير ==
=== ذات قواعد دهنية ===
[[ملف:Liposome scheme-en.svg|تصغير|الجسيم الشحمي تظهر طبقة ثنائية الدهون الفسفورية تحيط بالأحشاء المائية|300x300بك]]ويتضمن أحد أنواع الجسيمات النانوية استخدام [[جسيم شحمي|الجسيمات الشحمية]] كناقلات لجزيئات العقاقير. ويوضح الرسم التخطيطي على اليسار جسيمات الجسيمات الشحمية القياسية. وتمتلك الجسيمات الشحمية طبقة [[ليبيد ثنائي الطبقة|ثنائية الشحوم المفسفرة]] تفصل داخل الخلية عن خارجها. وتمتلك الجسيمات الشحمية القدرة على حماية العقاقير من الانحلال واستهداف المواقع للتعامل معها وتقليل السمية والآثار السلبية.<ref name="Soppimath">{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Soppimath|الأول=Kumaresh S.|مؤلف2=Aminabhavi, Tejraj M. |مؤلف3=Kulkarni, Anandrao R. |مؤلف4= Rudzinski, Walter E. |عنوان=Biodegradable polymeric nanoparticles as drug delivery devices|صحيفة=Journal of Controlled Release|سنة=2001|المجلد=70|العدد=1–2|صفحات=1–20|doi=10.1016/S0168-3659(00)00339-4|pmid=11166403}}</ref> ومن الممكن تصنيع الجسيمات النانوية الدهنية عن طريق التجنيس عالي الضغط، وسيلة حالية تستخدم في إنتاج المستحلبات الوريدية. وفي نهاية المطاف يمكن أن تشكل هذه العملية تشتت موحد لقطرات صغيرة في المادة السائلة عن طريق [[مجموعة هيدروكسيل|تقسيم الجزيئات]] حتى يتم الحصول على الاتساق المطلوب.<ref name="Blasi">{{استشهاد بدورية محكمة |عدة مؤلفين=Blasi P, Schoubben A, Traina G, Manfroni G, Barberini L, Alberti PF, Cirotto C, Ricci M |عنوان=Lipid nanoparticles for brain targeting III. Long-term stability and in vivo toxicity |صحيفة=Int J Pharm |المجلد=454 |العدد=1 |صفحات=316–23 |سنة=2013 |pmid=23832009 |doi=10.1016/j.ijpharm.2013.06.037 |مسار=}}</ref> وبالفعل تُقاس عملية التحجيم هذه وتستخدم في صناعة المواد الغذائية، الأمر الذي يجعلها (الجسيمات النانوية) أكثر جاذبية للباحثين ولصناعة [[طرق إعطاء الدواء|توصيل العقاقير]].
ومن الممكن أيضا توظيف الجسيمات النانوية عن طريق توصيل [[ربيطة|جزيئات]] متنوعة على السطح من أجل تعزيز وصول الدواء الذي يستهدف المخ.

=== الجسيمات الشحمية الموجبة ===
[[جسيمات شحمية مهبطية|الجسيمات الشحمية الموجبة]] هي نوع آخر من الجسيمات النانوية الدهنية التي يمكن أن تستخدم في توصيل العقاقير إلى المخ. وهذه الجسيمات الشحمية هي تلك الجسيمات التي تكون موجبة الشحنة.<ref name=Masserini>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Masserini|الأول=Massimo|عنوان=Nanoparticles for Brain Delivery|صحيفة=ISRN Biochemistry|سنة=2013|المجلد=2013|صفحات=18|doi=10.1155/2013/238428}}</ref> ويعد(مزدوج الألفة) ( bolaamphiphiles)أحد أمثلة الجسيمات الشحمية الموجبة والتي تحتوي على مجموعات مائية تحيط بسلسلة [[محب للماء|كارهة للماء]] لتقوية حد الحويصلة النانوية التي تحتوي على العقار.
وتتمكن الحويصلات النانوية مزدوجة الألفة ( bolaamphiphiles )من عبور الحاجز الدموي الدماغي وتسمح هذه الحويصلات بتحرير محكم للعقاقير لاستهداف المواقع.<ref name=Hwang>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Hwang|الأول=Seung Rim|مؤلف2=Kim, Kwangmeyung|عنوان=Nano-enabled delivery systems across the blood-brain barrier|صحيفة=Archives of Pharmacal Research|سنة=2013|صفحات=1–7}}</ref> ومن الممكن أيضا تكوين ليبوليسكات مركب من محاليل الجسيمات الشحمية الموجبة والأحماض النووية لتوليد عوامل التعدي.<ref name = Masserini/>
وتعبر الجسيمات الشحمية الموجبة الحاجز الدموي الدماغي من خلال [[استبطان (علم الاجتماع)|الادمصاص]] متواسط الالتقام المتبوع بالتدخيل في [[جسيم داخلي|إندوسومات]] بطانة غشائية. ومن المحتمل إحداث تغييرات مادية في الخلايا بسبب تعداء [[بطانة|الخلايا البطانية]] من خلال استخدام الليبوليكسات (مركب من محاليل الجسيمات الشحمية الموجبة والأحماض النووية).ومن المحتمل أن تعمل هذه التغييرات المادية على تحسين طريقة عبور بعض ناقلات عقاقير الجسيمات النانوية إلى الحاجز الدموي الدماغي.
=== الدهون الصلبة ===
[[ملف:SolidLipidNanoparticle.jpg|تصغير|الجسيمات النانونية صلبة الدهون]]
ثمة طبقة دهون فسفورية واحدة فقط وذلك لأن داخل الجسيم يكون صلبا. ومن الممكن أن تكون الجزيئات مثل الأجسام المضادة والببتيدات المستهدفة وجزيئات العقاقير ملتحمة بسطح الجسيمات النانوية صلبة الدهون كما هو ظاهر بالرسم يسارا.
وتكون أيضا الجسيمات النانوية صلبة الدهون عبارة عن جسيمات نانوية ذات باطن صلب كما هو موضح في الرسم التخطيطي على اليمين. ومن الممكن إنتاج الجسيمات النانوية صلبة الدهون عن طريق استبدال الزيت الدهني السائل المستخدم في عملية الاستحلاب بالدهون الصلبة. وفي الجسيمات النانوية الصلبة، يتم إحلال جزيئات العقاقير في نواة الجزئ الدهنية الصلبة ال[[كاره للماء|كارهة للماء]], وهذا ما يسمى تحميل العقاقير، وتكون محاطة بمحلول مائي<ref name=Masserini/> ويستخدم العديد من [[ثلاثي الغليسريد|الدهون الثلاثية]] و[[حمض دهني|الأحماض الدهنية]] و[[شمع|المواد الشمعية]] في تصنيع الدهون الصلبة النانوية ومن الممكن استخدام التجنيس عالي الضغط أو الاستحالب الجزئي في التصنيع. وعلاوة على ذلك، من الممكن أن يؤدي دمج سطح الجسيمات النانوية الدهنية الصلبة مع البولي إثيلين جليكول إلى زيادة النفاذية عبر الحاجز الدموي الدماغي.<ref name=Amiji/>
=== المستحلبات النانوية ===
ثمة شكل آخر لأنظمة توصيل الجسيمات النانوية وهو [[مستحلب|مستحلبات]] الزيت في الماء المفعلة بمقياس النانو.<ref name=Amiji/> وتستخدم هذه العملية زيوت شائعة سهلة الاندماج مثل الدهون الثلاثية والأحماض الدهنية وتخلطهم بالماء في وجود مخفضات [[مؤثر سطحي|للتوتر السطحي]] مطلية على سطح الجزيئات. وتحتوي الزيوت الغنية [[حمض دهني أوميغا-3|بالأوميجا - 3]] على العوامل تساعد على اختراق التقاطعات الضيقة بالحاجز الدموي الدماغي.<ref name=Amiji/>
=== ذات قواعد بوليميرية ===
[[ملف:Polymer Branch.svg|تصغير|فرع البوليمر]]
هناك جسيمات نانوية أخرى وهي ذات قواعد [[مبلمر|بوليميرية]], وهذا يعني أنها تصنع من بوليمر طبيعي مثل [[عديد حمض اللبنيك|حمض البويلاكتيك]] والبولي دي إل جاليكولايد والبولي لاكتيد –كو–جلايكولايد والبولي سيانواكروليت.<ref name="Soppimath"/> وقد وجدت بعض الدراسات أن الجسيمات النانوية البوليمرية قد توفر نتائج أفضل لتوصيل العقاقير نسبة للجسيمات النانوية ذات القواعد الدهنية لأنها قد تزيد من استقرار العقاقير أو البروتينات التي تُنقل. وقد تحتوي أيضا الجسيمات النانوية البوليمرية على آليات مقننة للتحكم في إطلاق الدواء.
يكون للجسيمات النانوية المصنوعة من البوليمرات الطبيعية القابلة للتحلل يكون لها القدرة على استهداف أعضاء وأنسجة معينة في الجسم وذلك من أجل حمل [[حمض نووي ريبوزي منقوص الأكسجين|الحمض النووي]] ل[[علاج جيني|لمعالجة الجينية]] وتوصيل جزيئات أكبر مثل [[بروتين|البروتينات]] و[[ببتيد|البيبتيدات]] وحتى [[جين|الجينات]].<ref name=Soppimath/> ومن أجل تصنيع هذه الجسيمات النانوية البوليمرية، تُذاب أولا جزيئات العقاقير وبعد ذلك تُغلف أو ثُلصق بقالب الجسيمات النانوية البوليمرية. ومن الممكن بعد ذلك الحصول على ثلاثة هياكل مختلفة من هذه العملية وهي: الجسيمات النانوية و[[كبسلة دقيقة|الكابسولات]] النانوية التي تغلف فيها العقاقير والمحاطة بالقالب البوليمري( والكريات النانوية )والتي تنثر العقاقير في أنحاء القالب البوليمري في شكل كروي.<ref name=Soppimath/>
ومن أهم مميزات أنظمة توصيل الجسيمات النانوية هي أنها يجب أن تكون قابلة للتحلل الحيوي خلال أيام قليلة.<ref name=Kreuter2/> ومن المواد البوليمرية القليلة الشائعة المستخدمة في دراسات توصيل العقاقير نجد عديدات البوتيل سينانو أكريلات (بولي بوتاسيم سيانواكروليت) وعديدات إليزوسداسي سيانواكروليت) و[[عديد حمض اللبنيك|حمض البولي لاكتيك]] أو البولي لاكتيد – كو – جلايكولايد.
ويعد أيضا [[ألبيومين المصل البشري|ألبومين المصل البشري]] والشيتوزان من المواد ذات الأهمية. ويخضع البولي بوتيسيانواكروليت للتحلل من خلال الانشقاق الإنزيمي. كما يثبت البولي بوتيسيانواكروليت أنه المادة الأسرع القابلة للتحلل الحيوي، وذلك من خلال دراسات تظهر انخفاضا بمقدار 80 ٪بعد 24 ساعة من الحقن العلاجي الوريدي.<ref name=Kreuter2/>
== آليات التوصيل ==
=== الجسيمات الشحمية ===
يعد [[انتشار مسهل|الانتشار الحر]] بوساطة الدهون آلية لنقل الجسيم الشحمي عبر الحاجز الدموي الدماغي نوع من أنواع الانتشار المهيأ أو الالتقام بوساطة الدهون.<ref name=Amiji>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Amiji|الأول=Mansoor|مؤلف2=Shah, Lipa |مؤلف3=Yadav, Sunita |عنوان=Nanotechnology for CNS delivery of bio-therapeutic agents|صحيفة=Drug Delivery and Translational Research|سنة=2013|المجلد=3|العدد=4}}</ref> ويوجد العديد من مستقبلات البروتين الدهني التي ترغم البروتينات الدهنية على تكوين المركبات التي تعمل على نقل نظام التوصيل النانوي [[بروتين شحمي|للجسيمات الشحمية]] عبر الحاجز الدموي الدماغي والبروتين الدهني aopoe هو البروتين الذي يسهل نقل الدهون والكوليسترول.<ref name = Amiji/> ويرتبط هذا البروتين مع الجزيئات النووية لتكوين مركب يقوم بالارتباط [[مستقبل بروتين دهني منخفض الكثافة|بمستقبل بروتين دهني منخفض الكثافة]]. في الحاجز الدموي الدماغي ويسمح بحدوث نقل الدواء.
[[ملف:Blood-brain barrier transport en.png|تصغير|يوضح هذا الرسم طرق عدة يعمل بها النقل عبر الحاجز الدموي الدماغيزوبالنسبة لتوصيل الجسيمات النانونية عبر الحاجز الدموي الدماغي ,فإن أكثر الآليات شيوعا هي الالتقام العابر بواسطة المستقبلات والالتقام العابر الادمصاصي.]]
=== الجسيمات النانوية البوليمرية ===
وُصفت آلية نقل الجسيمات النانوية القائمة على البوليمر عبر الحاجز الدموي الدماغي بأنها التقام بوساطة مستقبلات تقوم به الخلايا البطانية الشعرية للدماغ<ref name = Kreuter2/> وبعد ذلك يحدث [[إدخال خلوي متواسط بالمستقبل|الالتقام العابر]] لنقل الجسيمات النانوية عبر التقاطعات الضيقة للخلايا البطانية إلى الدماغ. الجسيمات النانوية يغطى سطحها بمواد لتقليل التوترالسطحي مثل بوليسوربات 80 أو بولوكسامير 188 من أجل زيادة امتصاص العقاقير بالدماغ <ref name = Kreuter2/> وتعتمد هذه الآلية أيضا على مستقبلات متمركزة على السطح اللمعي للخلايا البطانية بالحاجز الدموي الدماغي.<ref name=Masserini/>
والمستقبلات الإضافية المحددة للالتقام بوساطة المستقبلات لأنظمة توصيل الجسيمات النانوية هي المستقبلات الكاسحة من النوع 1 الفئة ب ومستقبلات [[مستقبل بروتين دهني منخفض الكثافة|البروتين الشحمي منخفض الكثافة]] )مستقبلات البروتين الشحمي المتعلقة بالبروتين ومستقبلات ترانسفيرين و[[مستقبلة الإنسولين|مستقبلات الأنسولين]].<ref name=Kreuter2/> وما دام المستقبل متواجدا على السطح البطاني للحاجز الدماغي الدموي، فمن الممكن أن يلتصق أي رابط بسطح الجسيمات النانوية من أجل حثها على القيام بوظيفتها حتى يمكنها الربط والخضوع للالتقام.
وثمة آلية أخرى وهي الادمصاص متواسط الالتقام، وفيها تتدخل التفاعلات الكهروساكنة على التوسط لعبور الجسيمات النانوية للحاجز الدماغي الدموي.<ref name= Masserini/> وتكون الجسيمات النانوية الشحمية الموجبة )بما في ذلك الجسيمات الشحمية الموجبة( ذات أهمية في هذه الآلية وذلك لأن شحناتها الموجبة تساعد على ربط الخلايا البطانية الدماغية. إن استخدام [[ببتيد|ببتيدات]] الترياق TAT وهو ببتيد مخترق للخلية لتفعيل سطح الجسيمات النانوية الشحمية الموجبة يمكن أن يحسن نقل العقاقير إلى الدماغ.
== السمية ==
أُجريت دراسة لتقييم [[تأثير سمي|آثار سمية]] أنظمة الجسيمات النانوية البوليمرية المحملة بالدوكسوروبيسين.<ref name=Kreuter2/> وتوصلت الدراسة إلى أن الجرعات التي تصل إلى 400 ملغ / كغ من الجسيمات النانوية للبولي بوتيسيانواكروليت وحده لا تسبب أي آثار سامة على الأجهزة العضوية.ومن المحتمل أن تنسب معظم هذه الآثار السمية المنخفضة إلى الإطلاق المحكم [[التوزيع الحيوي|والتوزيع الحيوي]] المعدَل للعقاقير بفضل مميزات نظام توصيل الجسيمات النانوية. وتعد السمية عاملا ذو أهمية بالغة ومحددا لدراسات توصيل العقاقير كما أنه يعد مجالا مهما في البحث عن توصيل الجسيمات النانوية إلى الدماغ.
== البحث ==
في أوائل القرن الحادي والعشرين، يجري بحث مكثف في مجال أنظمة توصيل عقاقير الجسيمات النانوية إلى الدماغ. ويعد مرض الزهايمر واحدا من الأمراض الشائعة التي يتم تدارسها اليوم في [[علوم عصبية|علم الأعصاب]]. وفوق كل شئ، أظهرت نتائج حقن العقاقير بهذه الجسيمات النانوية تحسينات ملحوظة في آثار العقاقير نسبة إلى أنظمة توصيل العقاقير الجسيمات غير النانوية. ومن المحتمل أن يقترح ذلك أن الجسيمات النانوية قد تقدم حلا واعدا لإمكانية عبور هذه العقاقير لحاجز الدماغي الدموي. ويعد تراكم الجسيمات النانوية في الجسم أحد العوامل التي لا يزال وجوب دراستها وتفسيرها قائما. ومع الحقن المتكرر طويل الأجل الذي يكون غالبا ضروريا لمعالجة الأمراض المزمنة مثل مرض الزهايمر، فمن المحتمل أن تتراكم الجسيمات النانوية البوليمرية في الجسم، مما يسبب آثارا غير مرغوب فيها. ويجب أن يخضع مجال القلق هذا إلى المزيد من التقييم لتحليل هذه الآثار المحتملة ولتحسينها.<ref name="Kreuter2"/>
== المصادر ==
{{مراجع}}
== وصلات خارجية ==
* {{استشهاد بدورية محكمة|doi=10.2147/IJN.S68429 |عنوان=Blood-brain barrier transport studies, aggregation, and molecular dynamics simulation of multiwalled carbon nanotube functionalized with fluorescein isothiocyanate |سنة=2015 |الأخير1=Shityakov |الأول1=Sergey |الأخير2=Salvador |الأول2=Ellaine |الأخير3=Pastorin |الأول3=Giorgia |الأخير4=Förster |الأول4=Carola |صحيفة=International Journal of Nanomedicine |المجلد=10 |صفحات=1703–1713 |pmid=25784800 |pmc=4356663}}

{{طب}}
{{شريط بوابات|صيدلة|طب|علوم عصبية}}

[[تصنيف:تقنية النانو]]
[[تصنيف:دماغ]]
[[تصنيف:طب النانو]]
[[تصنيف:علوم عصبية]]
الجسيمات النانوية المستخدمة في توصيل العقاقير إلى الدماغ (بالإنجليزية:Nanoparticles for drug delivery to the brain) هي وسيلة لنقل جزيئات العقاقير عبر الحاجز الدموي الدماغي باستخدام الجسيمات النانوية. وهذه العقاقير تعبر الحاجز الدموي الدماغي وتوصل الأدوية إلى الدماغ لغرض معالجة الاضطرابات العصبية دوائيا. وتشمل هذه الاضطرابات مرض باركنسون ومرض الزهايمر والفصام والاكتئاب وأورام الدماغ. ويعد عدم وجود وسيلة توصيل كافية حقيقية للعقاقير عبر الحاجز الدموي الدماغي إلى الآن يعد جزءا من الصعوبة في إيجاد علاج اضطرابات الجهاز العصبي المركزي. وتعد المضادات الحيوية ومضادات الأورام ومجموعة متنوعة من الأدوية الفعالة للجهاز العصبي المركزي وخصوصا البيبتيدات العصبية، تعد أمثلة قليلة من الجزيئات التي يمكنها عبور الحاجز الدموي الدماغي وحدها. وبمساعدة أنظمة توصيل الجسيمات النانوية، وعلى الرغم من ذلك، أظهرت الدراسات أن بعض العقاقير يمكنها الآن عبور الحاجز الدموي الدماغي وحتى إنها تظهر أقل سمية كما أنها تقلل الآثار السلبية في الجسم كله.
تعد السمية مفهوما مهما للصيدلة وذلك لأن مستويات السمية المرتفعة في الجسم قد تكون مضرة للمريض من خلال التأثير على الأعضاء الأخرى وتعطيل وظيفتها.

وعلاوة على ذلك، فليس الحاجز الدموي الدماغي هو الناقل الفسيولوجي الوحيد لتوصيل العقاقير إلى المخ، فثمة عوامل بيولوجية أخرى تؤثر في كيفية نقل العقاقير عبر الجسم وكيفية استهدافها مواقع محددة من أجل التعامل معها وتشمل بعض هذه العوامل المرضية تغييرات تدفق الدم والاستسقاء وزيادة الضغط داخل الجمجمة واضطرابات التمثيل الغذائي والتعبير الجيني المتغير وتصنيع البروتين. وعلى الرغم من وجود العديد من العوائق التي تصعب من تطوير نظام توصيل قوي، فإن الجسيمات النانونية توفر آلية واعدة لنقل العقاقير إلى الجهاز العصبي المركزي

 أنواع الجسيمات المستخدمة في توصيل العقاقير 
 ذات قواعد دهنية 
تصغير|الجسيم الشحمي تظهر طبقة ثنائية الدهون الفسفورية تحيط بالأحشاء المائية|300x300بكويتضمن أحد أنواع الجسيمات النانوية استخدام الجسيمات الشحمية كناقلات لجزيئات العقاقير. ويوضح الرسم التخطيطي على اليسار جسيمات الجسيمات الشحمية القياسية. وتمتلك الجسيمات الشحمية طبقة ثنائية الشحوم المفسفرة تفصل داخل الخلية عن خارجها. وتمتلك الجسيمات الشحمية القدرة على حماية العقاقير من الانحلال واستهداف المواقع للتعامل معها وتقليل السمية والآثار السلبية. ومن الممكن تصنيع الجسيمات النانوية الدهنية عن طريق التجنيس عالي الضغط، وسيلة حالية تستخدم في إنتاج المستحلبات الوريدية. وفي نهاية المطاف يمكن أن تشكل هذه العملية تشتت موحد لقطرات صغيرة في المادة السائلة عن طريق تقسيم الجزيئات حتى يتم الحصول على الاتساق المطلوب. وبالفعل تُقاس عملية التحجيم هذه وتستخدم في صناعة المواد الغذائية، الأمر الذي يجعلها (الجسيمات النانوية) أكثر جاذبية للباحثين ولصناعة توصيل العقاقير.
ومن الممكن أيضا توظيف الجسيمات النانوية عن طريق توصيل جزيئات متنوعة على السطح من أجل تعزيز وصول الدواء الذي يستهدف المخ.

 الجسيمات الشحمية الموجبة 
الجسيمات الشحمية الموجبة هي نوع آخر من الجسيمات النانوية الدهنية التي يمكن أن تستخدم في توصيل العقاقير إلى المخ. وهذه الجسيمات الشحمية هي تلك الجسيمات التي تكون موجبة الشحنة. ويعد(مزدوج الألفة) ( bolaamphiphiles)أحد أمثلة الجسيمات الشحمية الموجبة والتي تحتوي على مجموعات مائية تحيط بسلسلة كارهة للماء لتقوية حد الحويصلة النانوية التي تحتوي على العقار.
وتتمكن الحويصلات النانوية مزدوجة الألفة ( bolaamphiphiles )من عبور الحاجز الدموي الدماغي وتسمح هذه الحويصلات بتحرير محكم للعقاقير لاستهداف المواقع. ومن الممكن أيضا تكوين ليبوليسكات مركب من محاليل الجسيمات الشحمية الموجبة والأحماض النووية لتوليد عوامل التعدي.
وتعبر الجسيمات الشحمية الموجبة الحاجز الدموي الدماغي من خلال الادمصاص متواسط الالتقام المتبوع بالتدخيل في إندوسومات بطانة غشائية. ومن المحتمل إحداث تغييرات مادية في الخلايا بسبب تعداء الخلايا البطانية من خلال استخدام الليبوليكسات (مركب من محاليل الجسيمات الشحمية الموجبة والأحماض النووية).ومن المحتمل أن تعمل هذه التغييرات المادية على تحسين طريقة عبور بعض ناقلات عقاقير الجسيمات النانوية إلى الحاجز الدموي الدماغي.
 الدهون الصلبة 
تصغير|الجسيمات النانونية صلبة الدهون
ثمة طبقة دهون فسفورية واحدة فقط وذلك لأن داخل الجسيم يكون صلبا. ومن الممكن أن تكون الجزيئات مثل الأجسام المضادة والببتيدات المستهدفة وجزيئات العقاقير ملتحمة بسطح الجسيمات النانوية صلبة الدهون كما هو ظاهر بالرسم يسارا.
وتكون أيضا الجسيمات النانوية صلبة الدهون عبارة عن جسيمات نانوية ذات باطن صلب كما هو موضح في الرسم التخطيطي على اليمين. ومن الممكن إنتاج الجسيمات النانوية صلبة الدهون عن طريق استبدال الزيت الدهني السائل المستخدم في عملية الاستحلاب بالدهون الصلبة. وفي الجسيمات النانوية الصلبة، يتم إحلال جزيئات العقاقير في نواة الجزئ الدهنية الصلبة الكارهة للماء, وهذا ما يسمى تحميل العقاقير، وتكون محاطة بمحلول مائي ويستخدم العديد من الدهون الثلاثية والأحماض الدهنية والمواد الشمعية في تصنيع الدهون الصلبة النانوية ومن الممكن استخدام التجنيس عالي الضغط أو الاستحالب الجزئي في التصنيع. وعلاوة على ذلك، من الممكن أن يؤدي دمج سطح الجسيمات النانوية الدهنية الصلبة مع البولي إثيلين جليكول إلى زيادة النفاذية عبر الحاجز الدموي الدماغي.
 المستحلبات النانوية 
ثمة شكل آخر لأنظمة توصيل الجسيمات النانوية وهو مستحلبات الزيت في الماء المفعلة بمقياس النانو. وتستخدم هذه العملية زيوت شائعة سهلة الاندماج مثل الدهون الثلاثية والأحماض الدهنية وتخلطهم بالماء في وجود مخفضات للتوتر السطحي مطلية على سطح الجزيئات. وتحتوي الزيوت الغنية بالأوميجا - 3 على العوامل تساعد على اختراق التقاطعات الضيقة بالحاجز الدموي الدماغي.
 ذات قواعد بوليميرية 
تصغير|فرع البوليمر
هناك جسيمات نانوية أخرى وهي ذات قواعد بوليميرية, وهذا يعني أنها تصنع من بوليمر طبيعي مثل حمض البويلاكتيك والبولي دي إل جاليكولايد والبولي لاكتيد –كو–جلايكولايد والبولي سيانواكروليت. وقد وجدت بعض الدراسات أن الجسيمات النانوية البوليمرية قد توفر نتائج أفضل لتوصيل العقاقير نسبة للجسيمات النانوية ذات القواعد الدهنية لأنها قد تزيد من استقرار العقاقير أو البروتينات التي تُنقل. وقد تحتوي أيضا الجسيمات النانوية البوليمرية على آليات مقننة للتحكم في إطلاق الدواء.
يكون للجسيمات النانوية المصنوعة من البوليمرات الطبيعية القابلة للتحلل يكون لها القدرة على استهداف أعضاء وأنسجة معينة في الجسم وذلك من أجل حمل الحمض النووي للمعالجة الجينية وتوصيل جزيئات أكبر مثل البروتينات والبيبتيدات وحتى الجينات. ومن أجل تصنيع هذه الجسيمات النانوية البوليمرية، تُذاب أولا جزيئات العقاقير وبعد ذلك تُغلف أو ثُلصق بقالب الجسيمات النانوية البوليمرية. ومن الممكن بعد ذلك الحصول على ثلاثة هياكل مختلفة من هذه العملية وهي: الجسيمات النانوية والكابسولات النانوية التي تغلف فيها العقاقير والمحاطة بالقالب البوليمري( والكريات النانوية )والتي تنثر العقاقير في أنحاء القالب البوليمري في شكل كروي.
ومن أهم مميزات أنظمة توصيل الجسيمات النانوية هي أنها يجب أن تكون قابلة للتحلل الحيوي خلال أيام قليلة. ومن المواد البوليمرية القليلة الشائعة المستخدمة في دراسات توصيل العقاقير نجد عديدات البوتيل سينانو أكريلات (بولي بوتاسيم سيانواكروليت) وعديدات إليزوسداسي سيانواكروليت) وحمض البولي لاكتيك أو البولي لاكتيد – كو – جلايكولايد.
ويعد أيضا ألبومين المصل البشري والشيتوزان من المواد ذات الأهمية. ويخضع البولي بوتيسيانواكروليت للتحلل من خلال الانشقاق الإنزيمي. كما يثبت البولي بوتيسيانواكروليت أنه المادة الأسرع القابلة للتحلل الحيوي، وذلك من خلال دراسات تظهر انخفاضا بمقدار 80 ٪بعد 24 ساعة من الحقن العلاجي الوريدي.
 آليات التوصيل 
 الجسيمات الشحمية 
يعد الانتشار الحر بوساطة الدهون آلية لنقل الجسيم الشحمي عبر الحاجز الدموي الدماغي نوع من أنواع الانتشار المهيأ أو الالتقام بوساطة الدهون. ويوجد العديد من مستقبلات البروتين الدهني التي ترغم البروتينات الدهنية على تكوين المركبات التي تعمل على نقل نظام التوصيل النانوي للجسيمات الشحمية عبر الحاجز الدموي الدماغي والبروتين الدهني aopoe هو البروتين الذي يسهل نقل الدهون والكوليسترول. ويرتبط هذا البروتين مع الجزيئات النووية لتكوين مركب يقوم بالارتباط بمستقبل بروتين دهني منخفض الكثافة. في الحاجز الدموي الدماغي ويسمح بحدوث نقل الدواء.
تصغير|يوضح هذا الرسم طرق عدة يعمل بها النقل عبر الحاجز الدموي الدماغيزوبالنسبة لتوصيل الجسيمات النانونية عبر الحاجز الدموي الدماغي ,فإن أكثر الآليات شيوعا هي الالتقام العابر بواسطة المستقبلات والالتقام العابر الادمصاصي.
 الجسيمات النانوية البوليمرية 
وُصفت آلية نقل الجسيمات النانوية القائمة على البوليمر عبر الحاجز الدموي الدماغي بأنها التقام بوساطة مستقبلات تقوم به الخلايا البطانية الشعرية للدماغ وبعد ذلك يحدث الالتقام العابر لنقل الجسيمات النانوية عبر التقاطعات الضيقة للخلايا البطانية إلى الدماغ. الجسيمات النانوية يغطى سطحها بمواد لتقليل التوترالسطحي مثل بوليسوربات 80 أو بولوكسامير 188 من أجل زيادة امتصاص العقاقير بالدماغ  وتعتمد هذه الآلية أيضا على مستقبلات متمركزة على السطح اللمعي للخلايا البطانية بالحاجز الدموي الدماغي.
والمستقبلات الإضافية المحددة للالتقام بوساطة المستقبلات لأنظمة توصيل الجسيمات النانوية هي المستقبلات الكاسحة من النوع 1 الفئة ب ومستقبلات البروتين الشحمي منخفض الكثافة )مستقبلات البروتين الشحمي المتعلقة بالبروتين ومستقبلات ترانسفيرين ومستقبلات الأنسولين. وما دام المستقبل متواجدا على السطح البطاني للحاجز الدماغي الدموي، فمن الممكن أن يلتصق أي رابط بسطح الجسيمات النانوية من أجل حثها على القيام بوظيفتها حتى يمكنها الربط والخضوع للالتقام.
وثمة آلية أخرى وهي الادمصاص متواسط الالتقام، وفيها تتدخل التفاعلات الكهروساكنة على التوسط لعبور الجسيمات النانوية للحاجز الدماغي الدموي. وتكون الجسيمات النانوية الشحمية الموجبة )بما في ذلك الجسيمات الشحمية الموجبة( ذات أهمية في هذه الآلية وذلك لأن شحناتها الموجبة تساعد على ربط الخلايا البطانية الدماغية. إن استخدام ببتيدات الترياق TAT وهو ببتيد مخترق للخلية لتفعيل سطح الجسيمات النانوية الشحمية الموجبة يمكن أن يحسن نقل العقاقير إلى الدماغ.
 السمية 
أُجريت دراسة لتقييم آثار سمية أنظمة الجسيمات النانوية البوليمرية المحملة بالدوكسوروبيسين. وتوصلت الدراسة إلى أن الجرعات التي تصل إلى 400 ملغ / كغ من الجسيمات النانوية للبولي بوتيسيانواكروليت وحده لا تسبب أي آثار سامة على الأجهزة العضوية.ومن المحتمل أن تنسب معظم هذه الآثار السمية المنخفضة إلى الإطلاق المحكم والتوزيع الحيوي المعدَل للعقاقير بفضل مميزات نظام توصيل الجسيمات النانوية. وتعد السمية عاملا ذو أهمية بالغة ومحددا لدراسات توصيل العقاقير كما أنه يعد مجالا مهما في البحث عن توصيل الجسيمات النانوية إلى الدماغ.
 البحث 
في أوائل القرن الحادي والعشرين، يجري بحث مكثف في مجال أنظمة توصيل عقاقير الجسيمات النانوية إلى الدماغ. ويعد مرض الزهايمر واحدا من الأمراض الشائعة التي يتم تدارسها اليوم في علم الأعصاب. وفوق كل شئ، أظهرت نتائج حقن العقاقير بهذه الجسيمات النانوية تحسينات ملحوظة في آثار العقاقير نسبة إلى أنظمة توصيل العقاقير الجسيمات غير النانوية. ومن المحتمل أن يقترح ذلك أن الجسيمات النانوية قد تقدم حلا واعدا لإمكانية عبور هذه العقاقير لحاجز الدماغي الدموي. ويعد تراكم الجسيمات النانوية في الجسم أحد العوامل التي لا يزال وجوب دراستها وتفسيرها قائما. ومع الحقن المتكرر طويل الأجل الذي يكون غالبا ضروريا لمعالجة الأمراض المزمنة مثل مرض الزهايمر، فمن المحتمل أن تتراكم الجسيمات النانوية البوليمرية في الجسم، مما يسبب آثارا غير مرغوب فيها. ويجب أن يخضع مجال القلق هذا إلى المزيد من التقييم لتحليل هذه الآثار المحتملة ولتحسينها.
 المصادر 

 وصلات خارجية 
 

تصنيف:تقنية النانو
تصنيف:دماغ
تصنيف:طب النانو
تصنيف:علوم عصبية