השמנת יתר הפכה לאחת האתגרים הדחופים ביותר בתחום הבריאות הגלובלי, כאשר השכיחות עולה בהתמדה הן במדינות מפותחות והן במדינות מתפתחות. לפי ארגון הבריאות העולמי, יותר מ-650 מיליון מבוגרים סווגו כהשמנה בשנת 2016, וב-2022, כ-43% מהמבוגרים בגיל ≥18 היו בעלי עודף משקל, ו-16% חיו עם השמנת יתר. השמנת יתר קשורה קשר הדוק לתסמונת מטבולית, מחלות לב וכלי דם, סוכרת סוג 2 ומספר סוגי סרטן, ומטילה עומס חברתי-כלכלי ובריאותי משמעותי 2,3. אסטרטגיות טיפוליות עכשוויות, כולל הגבלת תזונה, פעילות גופנית, תרופות וכירורגיה בריאטרית, מספקות רק יתרונות חלקיים ולעיתים חולפים. גישות אלו סובלות לעיתים קרובות מהיצמדות לקויה של מטופל, יעילות מוגבלת לטווח הארוך, פולשניות גבוהה ותופעות לוואי לא רצויות 4,5. כתוצאה מכך, יש צורך דחוף בטיפולים מקומיים בטוחים, יעילים ותואמים למטופלים לניהול השמנת יתר.
תרכובות ביואקטיביות טבעיות זכו להתעניינות גוברת כסוכנים נגד השמנת יתר בזכות פעולותיהן הרב-ממוקדות ופרופילי הבטיחות המועדפים שלהן. לדוגמה, רוטין, פליבונואיד גליקוזיד, מציג השפעות אנטי-ליפוגניות ומטבוליות על ידי דיכוי גורמי שעתוק אדיפוגניים וקידום ביוגנזה מיטוכונדריאלית6. קפסאיצין, הרכיב החריף של פלפלים חריפים, דווח כמגביר את הוצאת האנרגיה, גורם להשחמה של רקמת השומן הלבנה ומעכב הצטברות שומנים באמצעות הפעלה של וונילואיד פוטנציאלי חולף 1 (TRPV1) האותות 7,8. עם זאת, התרגום הקליני של תרכובות אלו מוגבל על ידי מסיסות מימית לקויה, זמינות ביולוגית פומית נמוכה, חילוף חומרים מהיר, ובמקרה של קפסאיצין, גירוי במערכת העיכול בעת הבליעה.
מערכות אספקת תרופות מבוססות ננוטכנולוגיה מציעות פתרונות מבטיחים למגבלות אלו. ליפוזומים, ננו-חלקיקים פולימריים וננו-נשאים מבוססי חלבון יכולים לשפר משמעותית את המסיסות, היציבות והספיגת התאים10. במיוחד, α-לקטאלבומין, חלבון חלב שמקורו במזון, יכול להיות הידרוליזה חלקית לפפטידים אמפיפיליים שמרכיבים את עצמם לננומיצלות המסוגלות לעטוף מולקולות הידרופוביות כמו קפסאיצין11. מבנים ננו-α-לקטאלבומין אלו הוכחו כמגבירים את המסיסות, היציבות והזמינות הביולוגית של חומרים ביואקטיביים הידרופוביים מגוונים במטריצות מזון ותרופות12,13. עם זאת, מתן מערכתית של ננו-נשאים עדיין עלול להוביל להתפלגות רקמה לא מדויקת ולטוקסיות מערכתית פוטנציאלית14.
טכנולוגיית Microneedle (MN) הפכה לפלטפורמה זעיר-פולשנית וידידותית למטופל להעברת תרופות דרך העור. MNs ניתנים להמסה המוכנים מפולימרים ביוקואמיטיביים כמו חומצה היאלורונית (HA) ואלכוהול פוליוויניל (PVA) יכולים לחדור ללא כאב לשכבת הקרנית, להימס לאחר ההחדרה, ולאפשר הפקדה מדויקת של תרופות ברקמות ממוקדות15,16. שילוב ננו-נשאים עם MNs מגדיל עוד יותר את הצטברות התרופות ברקמת שומן תת-עורית תוך הפחתת חשיפה מערכתית ותופעות לוואי17. חשוב לציין כי מדבקות MN המבוססות על HA ו-PVA מתקדמות לכיוון שימוש קליני למשלוח חיסונים וביופרמצבטיקה טרנסדרמליים, ומדגימה בטיחות מועדפת, קבלת מטופלים ויכולת ייצור בקנה מידה18.
בהתבסס על ההתקדמות הזו, המחקר הנוכחי מתאר את ייצור טלאי MN מתמוססים ב-α-לקטאלבומין בננומיצלים המכילים קפסאיצין. בפרוטוקול זה, α-לקטאלבומין מומס ב-6 מ"ג/מ"ל ועובר הידרוליזה אנזימטית ליצירת פפטידים אמפיפיליים המתאספים לננומיצלות טעונות קפסאיצין. הננומיצלות משולבות במטריצת HA/PVA (5% w/v כל אחת) ונוצקות לתבניות פולידימתילסילוקסן (PDMS) ליצירת מערכים של 10 × 10 MN עם גובה מחט של 600 מיקרומטר, תצורה התואמת לתהליכי מיקרו-molding סטנדרטיים וניתנת להרחבה בקלות לכתמים גדולים בגודל אדם. העיצוב המשולב הזה צפוי לשפר את המסיסות והיציבות של הקפסאיצין, לספק שחרור רגיש ל-pH בתוך רקמת השומן, ולשפר את היעילות המקומית נגד השמנת יתר בגוף על ידי קידום השחמת רקמת השומן, דיכוי הליפוגנזה ושיפור הפרמטרים המטבוליים המערכתיים. באמצעות ניצול α-לקטאלבומין ברמת מזון וחומרים קלינית מתקדמים ל-MN מתמוססים, פלטפורמה זו מציעה אסטרטגיה מינימלית פולשנית רלוונטית לתרגום, שניתן להתאים למדבקות בקנה מידה אנושי לטיפול מקומי בהשמנת יתר.