Mitä ne ovat?
Liposomit ovat suljettuja vesikulaarisia rakenteita, jotka voivat vaihdella 20-25 nm: stä 2, 5 mikroniin (tai 2500 nm: iin). Niiden rakenteeseen (hyvin samanlainen kuin solukalvojen) on tunnusomaista yhden tai useamman amfifiilisten lipidien kaksoiskerrosten läsnäolo, jotka rajaavat hydrofiilisen ytimen, jossa materiaalia on vesifaasissa. Lisäksi vesifaasi on läsnä myös liposomien ulkopuolella.
Kiinnostus tähän löydökseen oli välittömästi korkea, etenkin lääketieteen ja lääkealan alalla. Ei ole yllättävää, että 1970-luvulta lähtien liposomeja on käytetty kokeellisessa muodossa lääkeaineina. Vähitellen tutkijat ovat oppineet täydentämään liposomien ominaisuuksia, jotta ne voisivat käyttää haluttua terapeuttista vaikutusta.
Tämän alan tutkimukset ovat olleet ja ovat edelleen hyvin voimakkaita, joten ei ole yllättävää, että liposomeja käytetään tällä hetkellä tehokkaina lääkkeiden toimitusjärjestelminä.
rakenne
Liposomien rakenne ja ominaisuudet
Kuten mainittiin, liposomeilla on rakenne, jolle on tunnusomaista yksi tai useampi amfifiilisten lipidien kaksinkertainen kerros. Yksityiskohtaisesti nämä kaksoiskerrokset muodostuvat enimmäkseen fosfolipidimolekyyleistä: uloimman kerroksen ne asetetaan säännöllisesti vierekkäin ja paljastavat polaarisen päänsä (molekyylin hydrofiilinen osa) kohti niitä ympäröivää vetistä ympäristöä; apolaarinen häntä (molekyylin hydrofobinen osa) käännetään sen sijaan sisäpuolelle, jossa se on toisiinsa sidottu toisen lipidikerroksen kanssa, jossa on organisaatio, joka peittää edellisen. Itse asiassa sisäisessä fosfolipidikerroksessa polaariset päät päin liposomipakossa olevan vesipitoisen ympäristön.
Tämän erityisen rakenteen ansiosta liposomit voivat jäädä upotettuina vesifaasiin samalla, kun niissä on samanaikaisesti vesipitoinen sisältö, jossa aktiiviset aineet tai muut molekyylit voidaan dispergoida.
Samanaikaisesti - kaksoisfosfolipidikerroksen ansiosta - estetään vesimolekyylien tai polaaristen molekyylien tulo ja poistuminen, eristämällä tehokkaasti liposomin sisältö (jota ei voi muuttaa sisään- tai ulostulolla) vettä tai polaarisia liuenneita aineita).
niosomien
Niosomit ( ei-ioniset liposomit ) ovat erityisiä liposomeja, joiden rakenne on erilainen kuin "klassiset" liposomit. Itse asiassa niosomeissa fosfolipidikerrokset korvataan ei-ionisilla amfifiilisillä synteesi-lipideillä, jotka yleensä lisätään kolesteroliin. Niosomit ovat pienempiä kuin 200 nanometriä, ne ovat hyvin stabiileja ja niillä on erilaisia erikoisominaisuuksia, jotka muun muassa tekevät niistä hyvin sopivia paikalliseen käyttöön.
piirteet
Liposomien ominaisuudet riippuvat tyypillisestä rakenteesta, johon nämä vesikkelit on varustettu. Ulkokerroksilla on itse asiassa huomattava affiniteetti plasmamembraaneihin, joista ne kuvaavat laajasti koostumusta (luonnolliset fosfolipidit, kuten fosfatidyylikoliini, fosfatidyylietanoliamiini ja kolesteroliesterit).
Tällä tavalla liposomaalisten mikropallojen sisältämät vesiliukoiset aineet voidaan helposti kuljettaa solujen sisällä.
Samalla liposomi voi myös sisällyttää farmakologisesti aktiivisia lipofiilisiä molekyylejä ulkoiseen fosfolipidikerrokseen.
Lisäksi, kuten mainittiin, liposomien ominaisuuksia voidaan parantaa vesikkelien mukauttamiseksi useimpiin erilaisiin vaatimuksiin. Tätä varten on tarpeen puuttua erilaisten rakenteellisten muutosten tekemiseen tavoiteltavan tavoitteen mukaan: esimerkiksi fosfolipidien epävakauteen liittyvä ongelma (suuri taipumus oksidaatioon) voidaan ratkaista osittain hydraamalla, lisäämällä antioksidantin (alfa-tokoferolin) tai lyofilisoinnin (proliposomit) avulla, mikä mahdollistaa vesikkeleiden stabiilisuuden säilymisen hyvin pitkään.
Lisäksi lipidikaksokerros voidaan konstruoida siten, että se lisää sitoutumista tiettyihin solutyyppeihin, esimerkiksi vasta-aineiden, lipidien tai hiilihydraattien kautta. Samalla tavalla liposomien affiniteettia tietylle kudokselle voidaan modifioida muuttamalla koostumusta ja sähkövaraus (lisäämällä stearyyliamiinia tai fosfatidyyliseriinihiukkasia, joilla on positiivinen varaus) saadaan ditetyylifosfaatilla negatiivisia varauksia. lääkkeen pitoisuus kohde- elimessä.
Lopuksi liposomien puoliintumisajan lisäämiseksi on mahdollista muokata pintaa konjugoimalla polyetyleeniglykolimolekyylejä (PEG) lipidikaksokerrokseen, jolloin muodostuu niin sanottu " Stealth Liposomes ". FDA: n hyväksymä syöpälääkehoito käyttää PEG-päällystettyjä liposomeja, jotka kuljettavat doksorubisiinia. Kuten edellä mainittiin, tämä päällyste lisää merkittävästi liposomien puoliintumisaikaa, joka keskittyy vähitellen syöpäsoluihin, jotka imevät kasvain kapillaareja; nämä ovat viime aikoina muodostuneita, ovat läpäisevämpiä kuin terveiden kudosten, ja sellaisenaan sallivat liposomit kerääntyä neoplastiseen kudokseen ja vapauttaa tällöin aktiiviset aineet, jotka ovat myrkyllisiä syöpäsoluille.
käyttötarkoitukset
Liposomien käyttö ja sovellukset
Erityisten ominaisuuksiensa ja rakenteidensa ansiosta liposomeja käytetään eri aloilla: lääketieteellisistä ja farmaseuttisista aloista puhtaasti kosmeettisiin. Itse asiassa, koska liposomeilla on suuri affiniteetti stratum corneumiin, niitä käytetään intensiivisesti tällä alueella funktionaalisten aineiden ihon imeytymisen edistämiseksi.
Lääketieteellisen ja farmaseuttisen alan osalta liposomit löytävät sen sijaan sovelluksia sekä terapeuttisissa että diagnostisissa kentissä.
Erityisesti liposomien kyky eristää niiden sisältö ulkoisesta ympäristöstä on erityisen käyttökelpoinen hajoaville aineille (kuten esimerkiksi proteiineille ja nukleiinihapoille) kuljettamisessa.
Samanaikaisesti liposomeja voidaan hyödyntää joidenkin lääkkeiden toksisuuden vähentämiseksi: tämä pätee esimerkiksi doksorubisiiniin - syöpälääkkeeseen, joka on osoitettu munasarjojen ja eturauhassyövän kohdalla - joka on kapseloitu pitkävirtaiseen liposomiin sen farmakokinetiikka on huomattavasti muuttunut sekä parantanut tehokkuutta ja toksisuutta.
luokitus
Liposomien luokittelu ja tyypit
Liposomien luokittelu voidaan suorittaa eri kriteerien mukaan, kuten: mitat, rakenne (kaksoislipidikerrosten lukumäärä, joista liposomi koostuu) ja valmistusmenetelmä (tämä viimeinen luokitus ei kuitenkaan oteta huomioon) artikkelikurssi).
Nämä luokitukset ja liposomien päätyypit kuvataan lyhyesti alla.
Luokittelu perustuu rakenteellisiin ja ulottuvuuksiin
Riippuen kaksoiskerrosten fosfolipidirakenteesta ja lukumäärästä, kukin vesikkeli on varustettu, on mahdollista jakaa liposomit seuraavasti:
Unilamellaariset liposomit
Unilamellaariset liposomit koostuvat yhdestä fosfolipidikerroksesta, joka ympäröi hydrofiilisen ytimen.
Riippuen koostaan unilamellaariset liposomit voidaan edelleen luokitella:
- Pienet yksiarvoiset vesikkelit tai maastoautot ( pienet unilamellaariset vesikkelit ), joiden halkaisija voi vaihdella välillä 20 nm - 100 nm;
- Suuret unilamellaariset vesikkelit tai LUV ( Large Unilamellar Vesicles ), joiden halkaisija voi vaihdella 100 nm: stä 1 um: iin;
- Giant unilamellar vesicles tai GUV ( Giants Unilamellar Vesicles ), joiden halkaisija on suurempi kuin 1 μm.
Monilamelliset liposomit
Monilamelliset liposomit tai MLV ( MultiLamellar Vesicles ) ovat monimutkaisempia, koska niille on tunnusomaista erilaiset lipidikerrokset (yleensä yli viisi), jotka on erotettu toisistaan vesipitoisilla faaseilla (sipuli-ihon rakenne). Tätä erityistä piirrettä varten monilamelliset liposomit saavuttavat halkaisijat, jotka vaihtelevat välillä 500 - 10 000 nm. Tällä tekniikalla on mahdollista kapseloida suurempi määrä lipofiilisiä ja hydrofiilisiä aktiivisia aineita.
Myös monilamellisten liposomien ryhmään kuuluvat niin kutsutut oligolamellot tai OLV ( oligolamellar- vesikkelit ) liposomit, jotka koostuvat aina joukosta samankeskisiä kaksoisfosfolipidikerroksia, mutta joiden lukumäärä on pienempi kuin "oikeat" monilamelliset liposomit.
Multivesikulaariset liposomit
Multivesikulaarisille liposomeille tai MVV: lle ( MultiVesicular Vesicles ) on tunnusomaista kaksoisfosfolipidikerroksen läsnäolo, jonka sisällä on muita liposomeja, jotka eivät kuitenkaan ole samankeskisiä kuin monilamellisten liposomien tapauksessa.
Muut luokitukset
Tähän mennessä nähtyjen lisäksi on mahdollista ottaa käyttöön toinen luokitusjärjestelmä, joka jakaa liposomit seuraavasti:
- PH-herkät liposomit : ne ovat vesikkeleitä, jotka vapauttavat niiden sisällön hieman happamissa ympäristöissä. Itse asiassa pH 6, 5: ssä ne muodostavat lipidit protonoituvat ja suosivat lääkkeen vapautumista. Tämä ominaisuus on käyttökelpoinen, koska hyvin usein kasvainmassojen tasolla pH vähenee merkittävästi kasvaimen kasvun myötä muodostuvan nekroottisen kudoksen vuoksi.
- Lämpötilaherkät liposomit : ne vapauttavat sisällönsä kriittisessä lämpötilassa (yleensä noin 38-39 ° C). Tätä tarkoitusta varten liposomien antamisen jälkeen alue, jossa tuumorimassa on läsnä, kuumennetaan esimerkiksi ultraäänellä.
- Immunoliposomit : ne vapauttavat niiden sisällön, kun ne joutuvat kosketukseen solun kanssa, jolla on spesifinen antigeeni.
Edut ja haitat
Liposomien tärkeimmät edut ja haitat
Liposomien käytöllä on useita merkittäviä etuja, kuten:
- Ulkoisten fosfolipidikerrosten ainesosat ovat biologisesti yhteensopivia, joten ne eivät aiheuta ei-toivottuja toksisia tai allergisia vaikutuksia;
- Olen kykenevä sisällyttämään sekä hydrofiilisiä että lipofiilisiä molekyylejä kohdekudoksiin;
- Kuljetettavat aineet suojataan entsyymien (proteaasien, nukleaasien) tai denaturointikeskusten (pH) vaikutuksella;
- Ne pystyvät vähentämään myrkyllisiä tai ärsyttäviä aineita;
- Ne voidaan antaa eri reittien kautta (suun kautta, parenteraalisesti, paikallisesti jne.);
- Ne voidaan syntetisoida siten, että ne lisäävät niiden affiniteettia tiettyihin kohdepaikkoihin (proteiinit, kudokset, solut jne.);
- Ne ovat biohajoavia, myrkyttömiä ja niitä voidaan tällä hetkellä valmistaa laajamittaisesti.
