Що вони?
Ліпосоми є закритими везикулярними структурами, які можуть варіюватися від 20-25 нм до 2, 5 мкм (або 2500 нм). Їх структура (дуже схожа на структуру клітинних мембран) характеризується присутністю одного або декількох подвійних шарів амфіфільних ліпідів, які розмежовують гідрофільні ядра, в яких матеріал знаходиться у водній фазі. Крім того, водна фаза також присутній поза ліпосом.
Інтерес до цього відкриття був відразу високий, особливо в медико-фармацевтичній галузі. Не дивно, що з 1970-х років ліпосоми використовувалися в експериментальній формі в якості лікарських засобів. Поступово дослідники навчилися удосконалювати характеристики ліпосом, щоб зробити їх здатними досягати шуканого терапевтичного ефекту.
Дослідження в цій області були і залишаються дуже інтенсивними, тому не дивно, що ліпосоми в даний час використовуються як ефективні системи доставки лікарських засобів.
структура
Структура та властивості ліпосом
Як згадувалося, ліпосоми мають структуру, яка характеризується наявністю одного або більше подвійних шарів амфіфільних ліпідів. Детально, ці подвійні шари в основному утворені молекулами фосфоліпідів: ті, що знаходяться у зовнішньому шарі, регулярно розміщуються поруч і виставляють свою полярну головку (гідрофільну частину молекули) до водної середовища, що їх оточує; Натомість аполярний хвіст (гідрофобна частина молекули) повертається до внутрішньої сторони, де вона переплітається з внутрішньою частиною другого ліпідного шару, який має організацію, що відображає попередню. Фактично, у внутрішньому фосфолипидном шарі полярні головки стикаються з водним середовищем, що міститься в порожнині ліпосом.
Завдяки цій конкретній структурі ліпосоми можуть залишатися зануреними у водну фазу при одночасному утриманні водного вмісту всередині них, в якому можуть бути дисперговані активні речовини або інші молекули.
У той же час - завдяки подвійному шару фосфоліпідів - запобігається вхід і вихід молекул води або полярних молекул, що ефективно ізолює вміст ліпосоми (яка не може бути змінена шляхом входу або виходу) води або полярних розчинів).
Ніос
Ніосоми (неіонні ліпосоми) є спеціальними ліпосомами, структура яких відрізняється від «класичних» ліпосом. Фактично, в ніосомах шари фосфоліпідів замінюються неіонними лімфатами амфіфільних синтезів, які зазвичай додаються до холестерину. Ніосоми менші ніж 200 нанометрів, вони дуже стійкі і мають різні специфічні характеристики, які, серед іншого, роблять їх дуже придатними для місцевого застосування.
риси
Характеристики ліпосом залежать від типової структури, з якої обладнані ці везикули. Зовнішні шари, по суті, володіють помітною спорідненістю до плазматичних мембран, з яких вони в широкому сенсі наводять композицію (природні фосфоліпіди, такі як фосфатидилхолін, фосфатидилэтаноламін і ефіри холестерину).
Таким чином, водорозчинні речовини, що містяться в липосомальних мікросферах, можуть бути легко перенесені всередину клітин.
У той же час ліпосома також може включати фармакологічно активні ліпофільні молекули у свій зовнішній фосфоліпідний бішар.
Більш того, як згадано, характеристики ліпосом можна поліпшити, щоб адаптувати везикули до найбільш різноманітних вимог. Для цього необхідно втручатися, здійснюючи структурні зміни різних видів залежно від мети, що досягається: наприклад, проблема, пов'язана з нестабільністю фосфоліпідів (висока схильність до окислення), може бути вирішена шляхом часткового гідрування, додавання антиоксиданта (альфа-токоферол) або вдаючись до ліофілізації (проліпосоми), що дозволяє зберегти стабільність везикул дуже довго.
Крім того, ліпідний бислой може бути сконструйований таким чином, щоб збільшити зв'язування з певними типами клітин, наприклад, за допомогою антитіл, ліпідів або вуглеводів. Таким же чином, афінність ліпосом для даної тканини може бути модифікована шляхом варіювання складу і електричного заряду (шляхом додавання стеариламінових або фосфатидилсеринових везикул з позитивним зарядом, в той час як з дицетилфосфатом отримують негативні заряди), що збільшує. концентрація препарату в органі-мішені.
Нарешті, для збільшення періоду напіврозпаду ліпосом можна модифікувати поверхню шляхом кон'югації молекул поліетиленгліколю (PEG) з ліпідним бішаром, виробляючи так звані " Stealth Liposomes ". FDA-схвалений препарат для лікування раку використовує ліпосоми, покриті ПЕГ, які транспортують доксорубіцин. Як зазначено вище, це покриття істотно збільшує час напівжиття ліпосом, які поступово концентруються в ракових клітинах, що пронизують капіляри пухлини; вони, фактично, є недавніми, більш проникними, ніж у здорових тканин, і як такі дозволяють ліпосомам накопичуватися в неопластичній тканині і вивільняти тут активні речовини, токсичні для ракових клітин.
використання
Використання та застосування ліпосом
Завдяки своїм особливим характеристикам і структурам, ліпосоми використовуються в різних областях: від медичної і фармацевтичної галузей до чисто косметичної. Фактично, оскільки ліпосоми мають високу спорідненість до рогового шару, вони інтенсивно використовуються в цій області для сприяння шкірному поглинанню функціональних речовин.
Що стосується медичної та фармацевтичної галузі, то замість цього ліпосоми знаходять застосування як в терапевтичних, так і в діагностичних областях.
Зокрема, здатність ліпосом ізолювати їх вміст від зовнішнього середовища є особливо корисною при транспортуванні речовин, схильних до деградації (таких як, наприклад, білки і нуклеїнові кислоти).
У той же час, ліпосоми можуть бути використані для зниження токсичності деяких препаратів: це стосується, наприклад, доксорубіцину - протипухлинного препарату, який вказується при раку яєчників і передміхурової залози - який інкапсулюється в ліпосоми з тривалою циркуляцією спостерігається значне зміна його фармакокінетики, а також підвищення ступеня ефективності та токсичності.
класифікація
Класифікація та типи ліпосом
Класифікацію ліпосом можна проводити за різними критеріями, такими як: розміри, структура (кількість подвійних ліпідних шарів, з яких складається ліпосома) і прийнятий спосіб приготування (ця остання класифікація, однак, не буде врахована в курс).
Ці класифікації і основні типи ліпосом будуть коротко описані нижче.
Класифікація заснована на структурних і мірних критеріях
Залежно від структури і кількості подвійних шарів фосфоліпідів кожна везикула обладнана, можна розділити ліпосоми на:
Однослойние ліпосоми
Одношарові липосоми складаються з одного фосфоліпідного бішару, який охоплює гідрофільне ядро.
Залежно від їх розміру, одноламелярні ліпосоми можна додатково розділити на:
- Дрібні одношарові везикули або позашляховики ( малі уніламелярні везикули ), діаметр яких може змінюватися від 20 нм до 100 нм;
- Великі однослойние везикули або LUV ( великі одношарові везикули ), діаметр яких може варіювати від 100 нм до 1 мкм;
- Гігантські однокамерні везикули або GUV ( Giants Unilamellar Vesicles ), діаметр яких перевищує 1 мкм.
Мультиламелярні ліпосоми
Мультиламелярні ліпосоми або MLV ( MultiLamellar Vesicles ) є більш складними, оскільки вони характеризуються концентричною присутністю різних ліпідних шарів (як правило, більше п'яти), відокремлених один від одного водними фазами (структура шкіри цибулі). Для цієї особливості багатоламелярні ліпосоми досягають діаметрів від 500 до 10000 нм. За допомогою цієї методики можна інкапсулювати більшу кількість ліпофільних і гідрофільних активних речовин.
До групи мультиламелярних ліпосом належать також так звані оліголамелли або OLV ( OligoLamellar Vesicles ) ліпосоми, що завжди складаються з ряду концентричних подвійних фосфоліпідних шарів, але мають меншу кількість порівняно з «належними» мультиламелярними ліпосомами.
Мультивесцікулярні ліпосоми
Мультивезикулярні ліпосоми або MVV ( MultiVesicular Vesicles ) характеризуються присутністю подвійного фосфоліпідного шару, всередині якого укладені інші ліпосоми, які, однак, не є концентричними, як у випадку багатошарових ліпосом.
Інші класифікації
На додаток до побаченого, можна застосувати іншу систему класифікації, яка розділяє ліпосоми на:
- Ліпосоми, чутливі до РН : це везикули, які вивільняють їх вміст у слабокислих середовищах. Насправді, при рН 6, 5 ліпіди, які утворюють їх, протонируют і сприяють вивільненню препарату. Ця характеристика корисна, тому що дуже часто на рівні пухлинних мас відбувається значне зниження рН, обумовлене некротичною тканиною, що формується з ростом пухлини.
- Термочутливі ліпосоми : вони вивільняють їх вміст при критичній температурі (зазвичай близько 38-39 ° C). З цією метою після введення ліпосом нагрівають ділянку, де присутня пухлинна маса, наприклад, ультразвуком.
- Імуноліпосоми : вони вивільняють свій вміст, коли вони вступають у контакт з клітиною, що має специфічний антиген.
Переваги та недоліки
Основні переваги і недоліки ліпосом
Використання ліпосом має ряд значних переваг, таких як: \ t
- Компоненти зовнішніх фосфоліпідних шарів є біосумісними, тому вони не викликають небажаних токсичних або алергічних ефектів;
- Я здатний включати як гідрофільні, так і ліпофільні молекули в тканини-мішені;
- Передавані речовини захищені дією ферментів (протеаз, нуклеаз) або денатурирующими середовищами (рН);
- Вони здатні знизити токсичність токсичних або подразнюючих агентів;
- Їх можна вводити різними шляхами (перорально, парентерально, місцево і т.д.);
- Вони можуть бути синтезовані таким чином, щоб підвищити їхню спорідненість до конкретних мішеней (білків, тканин, клітин і т.д.);
- Вони є біорозкладаними, вільними від токсичності і в даний час можуть бути підготовлені у великих масштабах.
