Hva er
Liposomer er lukkede vesikulære strukturer hvis dimensjoner kan variere fra 20-25 nm opp til 2,5 μm (dvs. 2500 nm). Deres struktur (veldig lik strukturen til cellemembraner) er preget av tilstedeværelsen av ett eller flere doble lag med amfifile lipider som avgrenser en hydrofil kjerne som inneholder materiale i den vandige fasen. Videre er den vandige fasen også tilstede utenfor liposomene.
Interessen for denne oppdagelsen var umiddelbart høy, spesielt på det medisinsk-farmasøytiske feltet. Ikke overraskende har liposomer siden 1970-tallet blitt brukt i eksperimentell form som legemiddelbærere. Etter hvert har forskere lært å foredle egenskapene til liposomene på en slik måte at de kan utøve ønsket terapeutisk effekt.
Forskning på dette området har vært og er fortsatt veldig intens, derfor er det ikke overraskende at liposomer for tiden brukes som effektive legemiddelleveringssystemer.
Struktur
Struktur og egenskaper til liposomer
Som nevnt har liposomer en struktur som er preget av tilstedeværelsen av ett eller flere doble lag med amfifile lipider. I detalj består disse doble lagene for det meste av fosfolipidmolekyler: de i det ytterste laget plasseres regelmessig side om side og eksponerer deres polare hode (hydrofile del av molekylet) mot det vandige miljøet som omgir dem; den apolare halen (hydrofob del av molekylet) vender i stedet innover, hvor det fletter seg sammen med det i det andre lipidlaget, som har en speilorganisering til det forrige. I det indre fosfolipidlaget er faktisk polarhodene dreid mot det vandige miljøet som er inneholdt i hulrommet i liposomet.
Takket være denne spesielle strukturen kan liposomene forbli nedsenket i en vandig fase, samtidig som det er et vandig innhold der aktive ingredienser eller andre molekyler kan dispergeres.
På samme tid - takket være fosfolipid -dobbeltlaget - forhindres det at vannmolekyler eller polare molekyler kommer inn og ut, noe som effektivt isolerer innholdet i liposomet (som ikke kan modifiseres ved inntak eller utgang av vann eller polare oppløste stoffer).
Niosomes
Niosomene (Ikke -joniske liposomer) er spesielle liposomer hvis struktur er forskjellig fra de "klassiske" liposomene. Faktisk erstattes fosfolipidlagene i niosomene med syntetiske ikke-ioniske amfifile lipider, vanligvis tilsatt kolesterol. Niosomer har dimensjoner på mindre enn 200 nanometer, er veldig stabile og har forskjellige særegne egenskaper som - blant annet - gjør dem veldig egnet for aktuell bruk.
Funksjoner
Kjennetegnene til liposomer avhenger av den typiske strukturen som disse vesiklene er utstyrt med. De ytre lagene har faktisk en bemerkelsesverdig affinitet for plasmamembraner, hvis sammensetning er stort sett lik (naturlige fosfolipider som fosfatidylkolin, fosfatidyletanolamin og kolesterolestere).
På denne måten kan de vannløselige stoffene i de liposomale mikrosfærene lett transporteres inne i cellene.
Samtidig kan liposomet også inkorporere farmakologisk aktive lipofile molekyler i det ytre fosfolipid -dobbeltlaget.
Videre, som nevnt, kan egenskapene til liposomene forbedres for å tilpasse vesiklene til de mest varierte behovene. For å gjøre dette er det nødvendig å gripe inn ved å gjøre strukturelle endringer av forskjellige slag avhengig av målet som skal nås: for eksempel kan problemet knyttet til ustabilitet av fosfolipider (høy tendens til oksidasjon) løses ved delvis hydrogenering, tillegg av en antioksidant (alfa-tokoferol) eller ved å ty til lyofilisering (proliposomer), som gjør det mulig å bevare vesiklernes stabilitet i svært lang tid.
Videre kan lipiddobbeltlaget konstrueres på en slik måte at det øker bindingen til visse celletyper, for eksempel gjennom antistoffer, lipider eller karbohydrater. På samme måte kan affiniteten til liposomer for et gitt vev modifiseres ved å variere sammensetningen og den elektriske ladningen (tilsetning av stearylamin eller fosfatidylserin for å oppnå positivt ladede vesikler; mens det oppnås negative ladninger med dicetylfosfat), noe som øker konsentrasjonen av stoffet i målorganet.
Til slutt, for å øke "halveringstiden for liposomer, er det mulig å modifisere overflaten ved å konjugere polyetylenglykol (PEG) -molekyler til lipiddobbeltlaget, og produsere de såkalte" Stealth Liposomes ". En FDA-godkjent behandling mot kreft bruker sin egne PEG-belagte liposomer. som bærer doxorubicin. Som nevnt ovenfor øker dette belegget halveringstiden for liposomer, som gradvis konsentreres i kreftceller som trenger gjennom tumorens kapillærer; disse er faktisk av nyere formasjon, mer gjennomtrengelige enn friske vevs, og tillater slik at liposomene akkumuleres i det neoplastiske vevet og frigjør de giftige aktive ingrediensene for kreftceller.
Bruker
Bruk og anvendelse av liposomer
Takket være deres spesielle egenskaper og strukturer brukes liposomer på forskjellige områder: fra medisinsk og farmasøytisk til den rent kosmetiske. Siden liposomer har en høy affinitet for stratum corneum, blir de faktisk intenst brukt på dette feltet for å favorisere kutan absorpsjon av funksjonelle stoffer.
Når det gjelder det medisinske og farmasøytiske feltet, finner liposomer derimot anvendelser både på det terapeutiske og diagnostiske feltet.
Spesielt er liposomers evne til å isolere innholdet fra det ytre miljø spesielt nyttig ved transport av stoffer som er utsatt for nedbrytning (for eksempel proteiner og nukleinsyrer).
Samtidig kan liposomer utnyttes for å redusere toksisiteten til noen legemidler: dette er for eksempel tilfellet med doxorubicin - et legemiddel mot kreft som er indikert ved eggstokkreft og prostatakreft - som er innkapslet i liposomer med lang sirkulasjon. . dets farmakokinetikk har blitt betydelig endret, så vel som graden av effekt og toksisitet.
Klassifisering
Klassifisering og typer liposomer
Klassifiseringen av liposomer kan utføres på grunnlag av forskjellige kriterier, for eksempel: størrelse, struktur (antall lipidbilag som liposomet består av) og tilberedningsmetoden som er vedtatt (sistnevnte klassifisering vil imidlertid ikke bli vurdert i løpet av artikkelen).
I det følgende vil disse klassifiseringene og hovedtyper av liposomer bli kort beskrevet.
Klassifisering basert på strukturelle og dimensjonale kriterier
Basert på strukturen og antallet fosfolipidbilag hver vesikkel har, er det mulig å dele liposomer i:
Unilamellare liposomer
Unilamellare liposomer består av et enkelt fosfolipid dobbeltlag som omslutter en hydrofil kjerne.
Avhengig av størrelsen kan unilamellare liposomer videre klassifiseres i:
- Små unilamellære vesikler eller SUVer (Små Unilamellar Vesicles) hvis diameter kan variere fra 20 nm til 100 nm;
- Store unilamellære vesikler eller LUV (Store Unilamellar Vesicles) hvis diameter kan variere fra 100 nm opp til 1 μm;
- Giant unilamellar vesicles eller GUVs (Giants Unilamellar Vesicles) hvis diameter er større enn 1 μm.
Multilamellare liposomer
Multilamellare liposomer eller MLV (MultiLamellar Vesicles) er mer komplekse fordi de er preget av den konsentriske tilstedeværelsen av forskjellige lipidlag (vanligvis mer enn fem), atskilt fra hverandre av vandige faser (løkskinnestruktur). På grunn av denne spesielle egenskapen når multilamellare liposomer diametre mellom 500 og 10.000 nm. Med denne teknikken er det mulig å kapsle inn et høyere antall både lipofile og hydrofile aktive ingredienser.
De såkalte oligolamellare liposomer eller OLV tilhører også gruppen av multilamellare liposomer (OligoLamellar Vesicles), alltid bestående av en serie konsentriske fosfolipid -dobbeltlag, men med et lavere tall enn de "riktige" multilamellære liposomene.
Multivesikulære liposomer
Multivesikulære liposomer eller MVV (MultiVesikulære vesikler) er preget av tilstedeværelsen av et fosfolipid -dobbeltlag i hvilket andre liposomer er innelukket, som imidlertid ikke er konsentriske som i tilfellet med multilamellære liposomer.
Andre klassifiseringer
I tillegg til det som er sett så langt, er det mulig å adoptere et annet klassifiseringssystem som deler liposomer i:
- PH-sensitive liposomer: dette er vesikler som frigjør innholdet i litt sure omgivelser. Faktisk protonerer lipider som utgjør dem ved pH 6,5 og favoriserer frigjøring av stoffet. Denne funksjonen er nyttig fordi det ofte på nivået av svulstmassene er en betydelig senking av pH på grunn av det nekrotiske vevet som dannes med svulstens vekst.
- Termosensitive liposomer: de frigjør innholdet ved en kritisk temperatur (vanligvis rundt 38-39 ° C). For dette formål, etter administrering av liposomene, blir området hvor tumormassen er tilstede oppvarmet, for eksempel ved ultralyd.
- Immunoliposomer: de frigjør innholdet når de kommer i kontakt med en celle som har et spesifikt antigen.
Fordeler og ulemper
De viktigste fordelene og ulempene med liposomer
Bruken av liposomer har en rekke betydelige fordeler, for eksempel:
- Bestanddelene i de ytre fosfolipidlagene er biokompatible, så de forårsaker ikke uønskede toksiske eller allergiske effekter;
- De er i stand til å inkorporere og formidle både hydrofile og lipofile molekyler i målvev;
- Stoffene som bæres er beskyttet av virkningen av enzymer (proteaser, nukleaser) eller av denaturerende miljøer (pH);
- De er i stand til å redusere toksisiteten til giftige eller irriterende midler;
- De kan administreres på forskjellige måter (oral, parenteral, aktuell, etc.);
- De kan syntetiseres på en slik måte at de øker deres affinitet for bestemte målsteder (proteiner, vev, celler, etc.);
- De er biologisk nedbrytbare, giftfrie og kan forberedes i stor skala.
