Liposomi

Koje su to Strukturne značajke Koristi Klasifikacijske prednosti i nedostatke

Što su

Liposomi su zatvorene vezikularne strukture čije dimenzije mogu varirati od 20-25 nm do 2,5 μm (tj. 2500 nm). Njihovu strukturu (vrlo sličnu staničnoj membrani) karakterizira prisutnost jednog ili više dvostrukih slojeva amfifilnih lipida koji omeđuju hidrofilnu jezgru koja sadrži materijal u vodenoj fazi. Nadalje, vodena faza prisutna je i izvan liposoma.

Liposome je, sasvim slučajno, početkom 1960 -ih otkrio engleski hematolog Alec Bangham tijekom pokusa elektronskog mikroskopa koji je proveo zajedno sa svojim kolegom R.W. Horne.
Zanimanje za ovo otkriće odmah je bilo veliko, osobito u medicinsko-farmaceutskom području, pa ne čudi što su se liposomi od 1970-ih u eksperimentalnom obliku koristili kao prijenosnici lijekova. Postupno su istraživači naučili poboljšati karakteristike liposoma, na način da ih učine sposobnima za postizanje željenog terapijskog učinka.
Istraživanja na ovom području bila su i još uvijek su vrlo intenzivna, stoga ne čudi što se liposomi trenutno koriste kao učinkoviti sustavi za isporuku lijekova.

Struktura

Struktura i svojstva liposoma

Kao što je spomenuto, liposomi imaju strukturu koju karakterizira prisutnost jednog ili više dvostrukih slojeva amfifilnih lipida. Pojedinosti, ti se dvostruki slojevi većinom sastoje od molekula fosfolipida: oni najudaljenijeg sloja redovito su postavljeni jedan do drugog i izlažu svoju polarnu glavu (hidrofilni dio molekule) prema vodenom okolišu koje ih okružuje; apolarni rep (hidrofoban dio molekule) je umjesto toga okrenut prema unutra, gdje se isprepliće s onom drugog sloja lipida, koji ima zrcalnu organizaciju u odnosu na prethodni. U unutarnjem fosfolipidnom sloju, u stvari, polarne glave okrenute su prema vodenom okolišu koje sadrži u šupljini liposoma.
Zahvaljujući ovoj posebnoj strukturi, liposomi mogu ostati uronjeni u vodenu fazu, istovremeno posjedujući vodeni sadržaj u kojem se mogu dispergirati aktivni sastojci ili druge molekule.
Istodobno - zahvaljujući dvostrukom sloju fosfolipida - sprječava se ulazak i izlaz molekula vode ili polarnih molekula, čime se učinkovito izolira sadržaj liposoma (koji se ne može promijeniti ulaskom ili izlaskom vode ili polarnih otopljenih tvari).

Niosomi

Niosomi (Nejonski liposomi) su posebni liposomi čija se struktura razlikuje od "klasičnih" liposoma. Zapravo, u niosomima se fosfolipidni slojevi zamjenjuju sintetskim neionskim amfifilnim lipidima, koji se obično dodaju kolesterolu. Niosomi imaju dimenzije manje od 200 nanometara, vrlo su stabilni i imaju različite osebujne karakteristike koje ih, između ostalog, čine vrlo pogodnima za lokalnu uporabu.

Značajke

Karakteristike liposoma ovise o tipičnoj građi čije su mjehurići obdareni. Vanjski slojevi, naime, imaju izvanredan afinitet prema plazma membranama, čiji je sastav uglavnom sličan (prirodni fosfolipidi poput fosfatidilkolina, fosfatidiletanolamina i estera kolesterola).
Na taj način se tvari topive u vodi sadržane u liposomskim mikrosferama mogu lako prenijeti unutar stanica.
Istodobno, liposom također može ugraditi farmakološki aktivne lipofilne molekule u svoj vanjski fosfolipidni dvosloj.
Nadalje, kao što je spomenuto, karakteristike liposoma mogu se poboljšati kako bi se vezikule prilagodile najrazličitijim potrebama. Da bi se to učinilo, potrebno je intervenirati tako da se izvrše različite strukturne promjene ovisno o cilju koji se želi postići: na primjer, problem koji se odnosi na nestabilnost fosfolipida (velika sklonost oksidaciji) može se riješiti djelomičnim hidrogeniranjem, dodatkom antioksidansa (alfa-tokoferol) ili pribjegavanjem liofilizaciji (proliposomi), što omogućuje očuvanje stabilnosti vezikula jako dugo.
Nadalje, dvosloj lipida može biti konstruiran na takav način da poveća vezivanje za određene tipove stanica, na primjer putem antitijela, lipida ili ugljikohidrata.Slično, afinitet liposoma za dato tkivo može se promijeniti promjenom njegovog sastava i električnog naboja (dodavanjem stearilamina ili fosfatidilserina za dobivanje pozitivno nabijenih vezikula; dok se s dicetil fosfatom dobivaju negativni naboji), što povećava koncentraciju lijeka u ciljni organ.
Konačno, za povećanje "poluživota liposoma moguće je izmijeniti njihovu površinu konjugiranjem molekula polietilen glikola (PEG) u lipidni dvosloj, proizvodeći takozvane" Stealth liposome ". Lijek protiv raka odobren od FDA-e koristi svoje vlastiti liposomi obloženi PEG-om koji nose doksorubicin Kao što je gore navedeno, ovaj premaz značajno povećava vrijeme poluživota liposoma, koji se postupno koncentriraju u stanicama raka koje prožimaju kapilare tumora; oni su, u stvari, nedavno nastali, propusniji su od onih zdravih tkiva i kao takvi omogućuju liposomima da se nakupljaju u neoplastičnom tkivu i oslobađaju otrovne aktivne tvari za stanice raka.

Upotrebe

Upotreba i primjena liposoma

Zahvaljujući svojim posebnim karakteristikama i strukturi, liposomi se koriste u raznim područjima: od medicinskog i farmaceutskog do čisto kozmetičkog. Zapravo, budući da liposomi imaju visok afinitet prema stratum corneumu, oni se intenzivno koriste u ovom području za pogodnost kožne apsorpcije funkcionalnih tvari.
Što se tiče medicinskog i farmaceutskog područja, s druge strane liposomi nalaze primjenu kako u terapijskom tako i u dijagnostičkom području.
Konkretno, sposobnost liposoma da izoliraju svoj sadržaj iz vanjskog okruženja osobito je korisna u transportu tvari sklonih razgradnji (kao što su, na primjer, proteini i nukleinske kiseline).
Istodobno, liposomi se mogu iskoristiti kako bi se smanjila toksičnost nekih lijekova: to je slučaj, na primjer, s doksorubicinom - lijekom protiv raka koji je indiciran kod raka jajnika i prostate - koji je inkapsuliran u dugo cirkulirajuće liposome njegova farmakokinetika je značajno izmijenjena, kao i stupanj djelotvornosti i toksičnosti.

Klasifikacija

Klasifikacija i vrste liposoma

Razvrstavanje liposoma može se provesti na temelju različitih kriterija, kao što su: veličina, struktura (broj lipidnih dvoslojeva od kojih je liposom sastavljen) i usvojena metoda priprave (potonja klasifikacija, međutim, neće se razmatrati u tijeku članka).
U nastavku će se ukratko opisati ove klasifikacije i glavne vrste liposoma.

Razvrstavanje na temelju strukturnih i dimenzijskih kriterija

Na temelju strukture i broja fosfolipidnih dvoslojeva koje svaki mjehurić ima, moguće je podijeliti liposome na:

Jednoslojni liposomi

Jednoslojni liposomi sastoje se od jednog fosfolipidnog dvosloja koji zatvara hidrofilnu jezgru.
Ovisno o veličini, jednoslojni liposomi mogu se dalje klasificirati na:

• Male jednoslojne vezikule ili terenci (Male jednoslojne vezikule) čiji promjer može varirati od 20 nm do 100 nm;
• Veliki jednoslojni mjehurići ili LUV (Velike jednoslojne vezikule) čiji promjer može varirati od 100 nm do 1 μm;
• Divovski jednoslojni mjehurići ili GUV -i (Divovi Unilamelarne vezikule) čiji je promjer veći od 1 μm.

Višelamelarni liposomi

Višelamelarni liposomi ili MLV (Višelamelarne vezikule) složeniji su jer ih karakterizira koncentrična prisutnost različitih slojeva lipida (općenito više od pet), međusobno odvojenih vodenim fazama (struktura ljuske luka). Zbog ove posebne karakteristike višeslojni liposomi dosežu promjere između 500 i 10.000 nm. Ovom tehnikom moguće je inkapsulirati veći broj i lipofilnih i hidrofilnih aktivnih sastojaka.
Takozvani oligolamelarni liposomi ili OLV također pripadaju skupini višelamelarnih liposoma (Oligolamelarne vezikule), koji se uvijek sastoji od niza koncentričnih dvostrukih slojeva fosfolipida, ali s manjim brojem od "ispravnih" višeslojnih liposoma.

Multivikularni liposomi

Multivikularni liposomi ili MVV (Viševezikularne vezikule) karakteriziraju prisutnost fosfolipidnog dvosloja unutar kojeg su zatvoreni drugi liposomi koji, međutim, nisu koncentrični kao u slučaju višeslojnih liposoma.

Ostale klasifikacije

Osim dosad viđenog, moguće je usvojiti još jedan klasifikacijski sustav koji liposome dijeli na:

• PH-osjetljivi liposomi: to su vezikule koje oslobađaju svoj sadržaj u blago kiselom okruženju. Zapravo, pri pH 6,5 lipidi koji ih čine protonatiraju i pogoduju otpuštanju lijeka. Ova je značajka korisna jer vrlo često na razini tumorskih masa dolazi do značajnog snižavanja pH, zbog nekrotičnog tkiva koje nastaje rastom tumora.
• Termoosjetljivi liposomi: oslobađaju svoj sadržaj na kritičnoj temperaturi (općenito oko 38-39 ° C). U tu svrhu, nakon primjene liposoma, područje gdje je prisutna tumorska masa zagrijava se, na primjer ultrazvukom.
• Imunoliposomi: oslobađaju svoj sadržaj kada dođu u kontakt sa stanicom koja ima specifičan antigen.

Prednosti i nedostatci

Glavne prednosti i nedostaci liposoma

Korištenje liposoma ima niz značajnih prednosti, kao što su:

• Sastojci vanjskih fosfolipidnih slojeva su biokompatibilni pa ne izazivaju neželjene toksične ili alergijske učinke;
• Oni su sposobni ugraditi i prenijeti i hidrofilne i lipofilne molekule u ciljna tkiva;
• Tvari koje se prenose zaštićene su djelovanjem enzima (proteaze, nukleaze) ili denaturirajućim okruženjem (pH);
• Oni su u stanju smanjiti toksičnost otrovnih ili nadražujućih tvari;
• Mogu se primjenjivati ​​na različite načine (oralno, parenteralno, lokalno itd.);
• Mogu se sintetizirati na takav način da povećavaju njihov afinitet za određena ciljna mjesta (proteini, tkiva, stanice itd.);
• Biorazgradivi su, netoksični i trenutno se mogu pripremiti u velikim količinama.

S druge strane, glavni nedostatak liposoma povezan je s njihovom nestabilnošću, budući da su zbog svoje strukture posebno podložni oksidativnoj razgradnji. Kako bi se prevladao ovaj nedostatak i olakšalo njihovo očuvanje, liposomi se mogu podvrgnuti procesima sušenja smrzavanjem. , obnova ovih sustava, kao i njihova manipulacija i uporaba, zahtijevaju posebne vještine, plus visoke proizvodne troškove.