Vad är de
Liposomer är stängda vesikulära strukturer som kan sträcka sig från 20-25 nm upp till 2, 5 μm (eller 2500 nm). Deras struktur (mycket lik den för cellmembran) kännetecknas av närvaron av ett eller flera dubbelskikt av amfifila lipider som avgränsar en hydrofil kärna i vilken material finns i vattenfas. Dessutom är vattenfasen också närvarande utanför liposomerna.
Intresset för denna upptäckt var omedelbart hög, speciellt inom det medicinska läkemedelsområdet. Inte överraskande, sedan liposomer från 1970-talet har använts, i experimentell form, som läkemedelsfordon. Lite efteråt har forskare lärt sig att förbättra liposomernas egenskaper, så att de kan utöva den sökta terapeutiska effekten.
Forskning på detta område har varit och är fortfarande mycket intensiv, så det är inte förvånande att liposomer för närvarande används som effektiva läkemedelsleveranssystem.
struktur
Struktur och egenskaper hos liposomer
Som nämnts har liposomer en struktur som kännetecknas av närvaron av ett eller flera dubbelskikt av amfifila lipider. I detalj bildas dessa dubbelskikt oftast av fosfolipidmolekyler: de av det yttersta skiktet placeras regelbundet sida vid sida och exponerar deras polära huvud (hydrofila delen av molekylen) mot den vattna omgivningen som omger dem; Den apolära svansen (hydrofoba delen av molekylen) vändes istället mot insidan, där den sammanflätas med den hos det andra lipidskiktet, som har en organisation som speglar den föregående. Faktum är att i det inre fosfolipidskiktet är de polära huvuden vända mot den vattenhaltiga omgivningen som finns i liposomhålan.
Tack vare denna speciella struktur kan liposomerna förbli nedsänkt i en vattenhaltig fas samtidigt som ett vattenhaltigt innehåll inuti dem i vilka aktiva principer eller andra molekyler kan dispergeras.
Samtidigt, tack vare det dubbla fosfolipidskiktet, förhindras inmatning och utlopp av vattenmolekyler eller polära molekyler, effektivt isolering av liposominnehållet (vilket inte kan modifieras genom tillträde eller utgång) av vatten eller polära lösningar).
niosomer
Niosomer ( icke-joniska liposomer ) är speciella liposomer vars struktur skiljer sig från de "klassiska" liposomerna. I själva verket ersätts fosfolipidskikten i niosomer av icke-joniska amfifila synteslipider, vanligtvis tillsatt till kolesterol. Niosomerna är mindre än 200 nanometer, de är mycket stabila och har olika särdrag som bland annat gör dem mycket lämpliga för lokal användning.
funktioner
Egenskaperna hos liposomer beror på den typiska strukturen av vilken dessa vesiklar är utrustade. De yttre skikten har faktiskt en anmärkningsvärd affinitet för plasmatiska membranerna, av vilka de i stor utsträckning skisserar kompositionen (naturliga fosfolipider som fosfatidylkolin, fosfatidyletanolamin och kolesterolestrar).
På detta sätt kan de vattenlösliga substanserna innehållna i liposomala mikrosfärer lätt transporteras inuti cellerna.
Samtidigt kan liposomen även innefatta farmakologiskt aktiva lipofila molekyler i dess yttre fosfolipid-dubbelskikt.
Dessutom, som nämnts, kan egenskaperna hos liposomer förbättras för att anpassa vesiklarna till de mest varierade kraven. För att göra det är det nödvändigt att ingripa genom att göra strukturella förändringar av olika slag beroende på det mål som ska uppnås: till exempel kan problemet med instabiliteten hos fosfolipider (hög tendens till oxidation) lösas genom partiell hydrogenering, tillsats av en antioxidant (alfa-tokoferol) eller genom att använda sig av lyofilisering (proliposomer), vilket möjliggör bevarandet av blåsans stabilitet under mycket långa tider.
Vidare kan lipid-dubbelskiktet konstrueras för att öka bindningen till vissa celltyper, t ex genom antikroppar, lipider eller kolhydrater. På samma sätt kan liposomernas affinitet modifieras genom att man varierar kompositionen och den elektriska laddningen (genom tillsats av stearylamin eller fosfatidylserinvesiklar med positiv laddning uppnås, medan med dicetylfosfat erhålles negativa laddningar) som ökar koncentrationen av läkemedlet i målorganet.
Slutligen, för att öka halveringstiden för liposomer är det möjligt att modifiera ytan genom att konjugera polyetylenglykolmolekyler (PEG) till lipid-dubbelskiktet, vilket producerar de så kallade " Stealth Liposomes ". En FDA-godkänd cancerbehandling använder PEG-belagda liposomer som transporterar doxorubicin. Som nämnts ovan ökar denna beläggning signifikant halveringstiden för liposomer som gradvis koncentreras i cancerceller som permeerer tumörernas kapillärer; Dessa, som faktiskt är av nybildning, är mer permeabla än de för friska vävnader och som sådana tillåter liposomerna att ackumulera i neoplastisk vävnad och här frisätta de aktiva principerna giftiga för cancercellerna.
användningar
Användningar och tillämpningar av liposomer
Tack vare deras speciella egenskaper och strukturer används liposomer i olika områden: från medicinska och farmaceutiska fält till rent kosmetiska. Eftersom liposomerna har en hög affinitet för stratum corneum används de faktiskt intensivt i detta område för att gynna den kutana absorptionen av funktionella substanser.
Vad gäller det medicinska och farmaceutiska fältet finner liposomer istället tillämpningar både inom terapeutiska och diagnostiska områden.
I synnerhet är liposomernas förmåga att isolera deras innehåll från den yttre miljön särskilt användbar vid överföring av substanser som är benägna för nedbrytning (såsom till exempel proteiner och nukleinsyror).
Samtidigt kan liposomer utnyttjas för att minska toxiciteten hos vissa läkemedel: detta är exempelvis fallet av doxorubicin - ett läkemedel mot cancer som indikeras i ovarie- och prostatacancer - som inkapslas i liposomer med lång cirkulation har haft en signifikant modifierad farmakokinetik, samt förbättrat graden av effekt och toxicitet.
klassificering
Klassificering och typer av liposomer
Klassificeringen av liposomer kan utföras enligt olika kriterier, såsom: dimensioner, struktur (antal dubbellipidskikt som liposomen är sammansatt) och prepareringsmetod antagen (denna senaste klassificering kommer emellertid inte att beaktas i artikel kurs).
Dessa klassificeringar och huvudtyperna av liposomer beskrivs kortfattat nedan.
Klassificering baserad på strukturella och dimensionella kriterier
Beroende på strukturen och antalet fosfolipid-dubbelskikt är varje vesikel utrustad med, det är möjligt att dela liposomer i:
Unilamellära liposomer
Unilamellära liposomer består av ett enda fosfolipid-dubbelskikt som omsluter en hydrofil kärna.
Beroende på deras storlek kan unilamellära liposomer ytterligare klassificeras i:
- Små unilamellära vesiklar eller SUV ( Små Unilamellära Vesiklar ), vars diameter kan variera från 20 nm till 100 nm;
- Stora unilamellära vesiklar eller LUV ( Large Unilamellar Vesicles ), vars diameter kan variera från 100 nm upp till 1 μm;
- Jätte unilamellära vesiklar eller GUV ( Giants Unilamellar Vesicles ) vars diameter är större än 1 μm.
Multilamellära liposomer
De multilamellära liposomerna eller MLV ( MultiLamellar Vesicles ) är mer komplexa eftersom de kännetecknas av den koncentriska närvaron av olika lipidskikt (i allmänhet mer än fem), separerade från varandra genom vattenhaltiga faser (lökskinnsstruktur). För denna speciella egenskap når multilamellära liposomer diametrar som sträcker sig från 500 till 10 000 nm. Med denna teknik är det möjligt att inkapsla ett högre antal lipofila och hydrofila aktiva principer.
Tillhör gruppen multilamellära liposomer även de så kallade oligolamellos eller OLV ( OligoLamellar Vesicles ) liposomer, som alltid består av en serie koncentriska dubbla fosfolipidskikt, men med ett lägre antal jämfört med de "korrekta" multilamellära liposomerna.
Multiveskikulära liposomer
De multiverkikulära liposomerna eller MVV ( MultiVesicular Vesicles ) kännetecknas av närvaron av ett dubbelfosfolipidskikt inuti vilket andra liposomer är inneslutna, vilka emellertid inte är koncentriska som i fallet med multilamellära liposomer.
Andra klassificeringar
Förutom det som hittills har visats är det möjligt att anta ett annat klassificeringssystem som delar liposomer i:
- PH-känsliga liposomer : de är vesiklar som släpper ut innehållet i svagt sura miljöer. I själva verket vid pH 6, 5 de lipider som bildar dem protonerar och gynnar frisättningen av läkemedlet. Denna egenskap är användbar eftersom mycket ofta vid nivån av tumormassor finns en signifikant sänkning av pH på grund av den nekrotiska vävnaden som bildas med tumörens tillväxt.
- Temperaturkänsliga liposomer : De släpper ut innehållet vid en kritisk temperatur (vanligen runt 38-39 ° C). För detta ändamål upphettas, efter administrering av liposomerna, området där tumörmassan är närvarande, exempelvis genom ultraljud.
- Immunoliposomer : De släpper ut innehållet när de kommer i kontakt med en cell som har ett specifikt antigen.
Fördelar och nackdelar
Viktiga fördelar och nackdelar med liposomer
Användningen av liposomer har ett antal stora fördelar, såsom:
- Beståndsdelarna i de yttre fosfolipidskikten är biokompatibla, så de inte orsakar oönskade toxiska eller allergiska effekter.
- Jag kan införliva både hydrofila och lipofila molekyler i målvävnaderna;
- De transporterade substanserna skyddas genom enzymas funktion (proteaser, nukleaser) eller genom denatureringsmiljöer (pH);
- De kan minska toxiciteten hos giftiga eller irriterande ämnen.
- De kan administreras via olika vägar (oral, parenteral, aktuell, etc.);
- De kan syntetiseras på ett sätt som ökar deras affinitet för specifika målställen (proteiner, vävnader, celler etc.);
- De är biologiskt nedbrytbara, fritt från toxicitet och kan för närvarande förberedas i stor skala.
