Что
Липосомы представляют собой замкнутые везикулярные структуры, размеры которых могут варьироваться от 20-25 нм до 2,5 мкм (т. Е. 2500 нм). Их структура (очень похожая на структуру клеточных мембран) характеризуется наличием одного или нескольких двойных слоев амфифильных липидов, которые ограничивают гидрофильное ядро, содержащее материал, в водной фазе. Кроме того, водная фаза также присутствует вне липосом.
Интерес к этому открытию сразу же был высок, особенно в области медицины и фармацевтики. Неудивительно, что с 1970-х годов липосомы использовались в экспериментальной форме в качестве носителей лекарств. Постепенно исследователи научились уточнять характеристики липосом таким образом, чтобы они были способны оказывать желаемый терапевтический эффект.
Исследования в этой области были и остаются очень интенсивными, поэтому неудивительно, что липосомы в настоящее время используются в качестве эффективных систем доставки лекарств.
Состав
Структура и свойства липосом
Как уже упоминалось, липосомы имеют структуру, которая характеризуется наличием одного или нескольких двойных слоев амфифильных липидов. В частности, эти двойные слои в основном состоят из молекул фосфолипидов: те, что находятся в самом внешнем слое, регулярно размещаются рядом и открывают свою полярную головку (гидрофильную часть молекулы) в сторону водной среды, которая их окружает; неполярный хвост (гидрофобный часть молекулы) вместо этого обращена внутрь, где она переплетается со слоем второго липидного слоя, который имеет зеркальную организацию по сравнению с предыдущим. Фактически, во внутреннем фосфолипидном слое полярные головки обращены к водной среде, содержащей в полости липосомы.
Благодаря этой особой структуре липосомы могут оставаться погруженными в водную фазу, одновременно неся водное содержимое, в котором могут быть диспергированы активные ингредиенты или другие молекулы.
В то же время - благодаря двойному слою фосфолипидов - вход и выход молекул воды или полярных молекул предотвращается, эффективно изолируя содержимое липосомы (которое не может быть изменено входом или выходом воды или полярных растворенных веществ).
Ниосомы
Ниосомы (Неионные липосомы) представляют собой особые липосомы, структура которых отличается от «классических» липосом. Фактически, в ниосомах фосфолипидные слои заменены синтетическими неионными амфифильными липидами, обычно добавляемыми к холестерину. Ниосомы имеют размеры менее 200 нанометров, очень стабильны и обладают различными специфическими характеристиками, которые, помимо прочего, делают их очень подходящими для местного применения.
Функции
Характеристики липосом зависят от типичной структуры, которой наделены эти везикулы. Фактически, внешние слои обладают замечательным сродством к плазматическим мембранам, состав которых во многом схож (природные фосфолипиды, такие как фосфатидилхолин, фосфатидилэтаноламин и сложные эфиры холестерина).
Таким образом, водорастворимые вещества, содержащиеся в липосомных микросферах, могут легко переноситься внутрь клеток.
В то же время липосома может также включать фармакологически активные липофильные молекулы в свой внешний фосфолипидный бислой.
Кроме того, как уже упоминалось, характеристики липосом можно улучшить, чтобы приспособить везикулы к самым разнообразным потребностям. Для этого необходимо вмешаться путем внесения различных структурных изменений в зависимости от цели, которую необходимо достичь: например, проблема, связанная с нестабильностью фосфолипидов (высокая склонность к окислению), может быть решена путем частичного гидрирования, добавления антиоксиданта (альфа-токоферол) или прибегая к лиофилизации (пролипосомы), что позволяет очень долго сохранять стабильность везикул.
Кроме того, липидный бислой можно сконструировать таким образом, чтобы усилить связывание с определенными типами клеток, например, через антитела, липиды или углеводы. Точно так же сродство липосом к данной ткани может быть изменено путем изменения ее состава и электрического заряда (добавление стеариламина или фосфатидилсерина для получения положительно заряженных везикул; в то время как с дицетилфосфатом получаются отрицательные заряды), что увеличивает концентрацию лекарственного средства в орган-мишень.
Наконец, для увеличения «периода полужизни липосом» можно модифицировать их поверхность, конъюгируя молекулы полиэтиленгликоля (ПЭГ) с липидным бислоем, создавая так называемые «скрытые липосомы». При лечении противоопухолевыми препаратами, одобренном Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов, используются их собственные липосомы, покрытые ПЭГ, несущие доксорубицин Как указано выше, это покрытие значительно увеличивает период полужизни липосом, которые постепенно концентрируются в раковых клетках, проникая в капилляры опухоли; Фактически, они образовались недавно, они более проницаемы, чем у здоровых тканей, и как таковые позволяют липосомам накапливаться в опухолевой ткани и высвобождать токсичные активные ингредиенты для раковых клеток.
Использует
Использование и применение липосом
Благодаря своим особенностям и структуре липосомы используются в различных областях: от медицинских и фармацевтических до чисто косметических. Фактически, поскольку липосомы обладают высоким сродством к роговому слою, они интенсивно используются в этой области, чтобы способствовать кожному всасыванию функциональных веществ.
С другой стороны, что касается медицины и фармацевтики, липосомы находят применение как в терапевтических, так и в диагностических областях.
В частности, способность липосом изолировать свое содержимое от внешней среды особенно полезно при транспортировке веществ, склонных к деградации (таких как, например, белки и нуклеиновые кислоты).
В то же время липосомы можно использовать для снижения токсичности некоторых лекарств: это относится, например, к доксорубицину - противоопухолевому препарату, который показан при раке яичников и простаты, который инкапсулирован в липосомы с длительной циркуляцией. y его фармакокинетика была значительно изменена, равно как и степень эффективности и токсичности.
Классификация
Классификация и типы липосом
Классификация липосом может проводиться на основе различных критериев, таких как размер, структура (количество липидных бислоев, из которых состоит липосома) и принятый метод получения (последняя классификация, однако, не будет рассматриваться. по ходу статьи).
Далее будут кратко описаны эти классификации и основные типы липосом.
Классификация по конструктивным и размерным критериям
В зависимости от структуры и количества бислоев фосфолипидов в каждой везикуле липосомы можно разделить на:
Однослойные липосомы
Однослойные липосомы состоят из одного фосфолипидного бислоя, который включает гидрофильное ядро.
В зависимости от размера однослойные липосомы можно разделить на:
- Небольшие однослойные пузырьки или внедорожники (Маленькие однослойные пузырьки) диаметром от 20 до 100 нм;
- Большие однослойные пузырьки или LUV (Большие однослойные пузырьки) диаметром от 100 нм до 1 мкм;
- Гигантские однослойные пузырьки или GUV (Гиганты Однослойные пузырьки) диаметром более 1 мкм.
Мультиламеллярные липосомы
Мультиламеллярные липосомы или MLV (Многослойные пузырьки) являются более сложными, поскольку для них характерно концентрическое присутствие различных липидных слоев (обычно более пяти), разделенных друг от друга водными фазами (структура кожуры лука). Благодаря этой особенности, многослойные липосомы достигают диаметра от 500 до 10 000 нм. С помощью этого метода можно инкапсулировать большее количество как липофильных, так и гидрофильных активных ингредиентов.
Так называемые олиголамеллярные липосомы или OLV также принадлежат к группе мультиламеллярных липосом (Олиго-пластинчатые пузырьки), всегда состоящий из ряда концентрических двойных слоев фосфолипидов, но с меньшим числом, чем у «правильных» многослойных липосом.
Мультивезикулярные липосомы
Мультивезикулярные липосомы или MVV (Мультивезикулярные везикулы) характеризуются наличием фосфолипидного бислоя, внутри которого заключены другие липосомы, которые, однако, не являются концентрическими, как в случае многослойных липосом.
Другие классификации
В дополнение к тому, что было замечено до сих пор, можно принять другую систему классификации, которая делит липосомы на:
- Липосомы, чувствительные к PH: это везикулы, которые выделяют свое содержимое в слабокислой среде. Фактически, при pH 6,5 липиды, из которых они состоят, протонируются и способствуют высвобождению лекарства. Эта функция полезна, потому что очень часто на уровне опухолевых масс происходит значительное снижение pH из-за некротической ткани, которая образуется при росте опухоли.
- Термочувствительные липосомы: они высвобождают свое содержимое при критической температуре (обычно около 38-39 ° C). С этой целью после введения липосом область, где присутствует опухоль, нагревается, например, ультразвуком.
- Иммунолипосомы: они высвобождают свое содержимое при контакте с клеткой, у которой есть определенный антиген.
Преимущества и недостатки
Основные преимущества и недостатки липосом
Использование липосом имеет ряд существенных преимуществ, таких как:
- Составляющие внешних фосфолипидных слоев биосовместимы, поэтому они не вызывают нежелательных токсических или аллергических эффектов;
- Они способны включать и переносить как гидрофильные, так и липофильные молекулы в ткани-мишени;
- Переносимые вещества защищены действием ферментов (протеаз, нуклеаз) или денатурирующей средой (pH);
- Они способны снизить токсичность токсичных или раздражающих агентов;
- Их можно вводить разными путями (перорально, парентерально, местно и т. Д.);
- Их можно синтезировать таким образом, чтобы увеличить их сродство к определенным сайтам-мишеням (белкам, тканям, клеткам и т. Д.);
- Они поддаются биологическому разложению, нетоксичны и в настоящее время могут быть получены в больших масштабах.
