Mitä ovat
Liposomit ovat suljettuja vesikulaarisia rakenteita, joiden mitat voivat vaihdella välillä 20-25 nm-2,5 μm (eli 2500 nm). Niiden rakenteelle (hyvin samanlainen kuin solukalvojen rakenne) on tunnusomaista yksi tai useampi kaksinkertainen kerros amfifiilisiä lipidejä, jotka rajaavat hydrofiilisen ytimen sisältävän materiaalin vesifaasissa. Lisäksi vesifaasi on läsnä myös liposomien ulkopuolella.
Kiinnostus tätä löytöä kohtaan oli heti suuri, erityisesti lääketieteen ja farmaseuttisen alan suhteen.Ei ole yllättävää, että 1970-luvulta lähtien liposomeja on käytetty kokeellisessa muodossa lääkkeiden kantajina. Vähitellen tutkijat ovat oppineet parantamaan liposomien ominaisuuksia siten, että ne kykenevät saamaan aikaan halutun terapeuttisen vaikutuksen.
Tutkimus tällä alalla on ollut ja on edelleen erittäin intensiivistä, joten ei ole yllättävää, että liposomeja käytetään tällä hetkellä tehokkaina lääkkeiden jakelujärjestelminä.
Rakenne
Liposomien rakenne ja ominaisuudet
Kuten mainittiin, liposomeilla on rakenne, jolle on tunnusomaista yhden tai useamman kaksikerroksisen amfifiilisten lipidien läsnäolo. Yksityiskohtaisesti nämä kaksoiskerrokset koostuvat enimmäkseen fosfolipidimolekyyleistä: ulomman kerroksen molekyylit sijoitetaan säännöllisesti vierekkäin ja paljastavat napaisen päänsä (molekyylin hydrofiilinen osa) kohti niitä ympäröivää vesistöä; apolaarinen häntä (hydrofobinen Molekyylin osa) on sen sijaan sisäänpäin, jossa se kietoutuu toisen lipidikerroksen, jonka peilijärjestelmä on edellinen, sisäisen fosfolipidikerroksen polaariset päät kääntyvät kohti liposomin ontelossa.
Tämän nimenomaisen rakenteen ansiosta liposomit voivat jäädä upotetuksi vesifaasiin, ja ne sisältävät samanaikaisesti vesipitoisuuden, johon aktiiviset aineosat tai muut molekyylit voidaan dispergoida.
Samaan aikaan - kaksinkertaisen fosfolipidikerroksen ansiosta - vesimolekyylien tai polaaristen molekyylien pääsy ja poistuminen estetään tehokkaasti eristämällä liposomipitoisuus (jota ei voida muuttaa veden tai polaaristen liuenneiden aineiden tulon tai poistumisen vuoksi).
Niosomit
Niosomit (Ei -ioniset liposomit) ovat erityisiä liposomeja, joiden rakenne eroaa "klassisista" liposomeista. Itse asiassa niosomeissa fosfolipidikerrokset korvataan synteettisillä ionittomilla amfifiilisilla lipideillä, jotka yleensä lisätään kolesteroliin. Niosomien mitat ovat alle 200 nanometriä, ne ovat erittäin vakaita ja niillä on erilaisia erityispiirteitä, jotka muun muassa tekevät niistä erittäin sopivia paikalliseen käyttöön.
ominaisuudet
Liposomien ominaisuudet riippuvat tyypillisestä rakenteesta, jolla näillä vesikkeleillä on omaisuus. Ulommilla kerroksilla on itse asiassa huomattava affiniteetti plasmakalvoihin, joiden koostumus on suurin piirtein samanlainen (luonnolliset fosfolipidit, kuten fosfatidyylikoliini, fosfatidyylietanoliamiini ja kolesteroliesterit).
Tällä tavalla liposomaalisten mikropallojen sisältämät vesiliukoiset aineet voidaan helposti kuljettaa solujen sisään.
Samaan aikaan liposomi voi myös sisällyttää farmakologisesti aktiivisia lipofiilisiä molekyylejä ulompaan fosfolipidikerrokseensa.
Lisäksi, kuten mainittiin, liposomien ominaisuuksia voidaan parantaa, jotta vesikkelit voidaan sovittaa erilaisiin tarpeisiin. Tätä varten on tarpeen puuttua asiaan tekemällä erilaisia rakenteellisia muutoksia saavutettavan tavoitteen mukaan: esimerkiksi fosfolipidien epävakauteen (korkea taipumus hapettumiseen) liittyvä ongelma voidaan ratkaista osittaisella hydrauksella, lisäyksellä antioksidantti (alfa-tokoferoli) tai lyofilisointi (proliposomit), mikä mahdollistaa vesikkelien vakauden säilyttämisen hyvin pitkään.
Lisäksi lipidikaksoiskerros voidaan rakentaa siten, että se lisää sitoutumista tiettyihin solutyyppeihin, esimerkiksi vasta -aineiden, lipidien tai hiilihydraattien avulla. Samoin liposomien affiniteettia tiettyyn kudokseen voidaan muuttaa muuttamalla sen koostumusta ja sähkövarausta (lisäämällä stearyyliamiinia tai fosfatidyyliseriiniä positiivisesti varautuneiden rakkuloiden saamiseksi; kun taas disetyylifosfaatilla saadaan negatiivisia varauksia), mikä lisää lääkkeen pitoisuutta kohde -elin.
Lopuksi, "liposomien puoliintumisajan pidentämiseksi, on mahdollista muuttaa niiden pintaa konjugoimalla polyetyleeniglykoli (PEG) -molekyylejä lipidikaksoiskerrokseen, jolloin saadaan ns." Varkain liposomeja ". FDA: n hyväksymä syöpälääkehoito käyttää omat PEG-päällystetyt liposomit, joissa on doksorubisiinia Kuten edellä todettiin, tämä pinnoite pidentää merkittävästi liposomien puoliintumisaikaa, jotka keskittyvät vähitellen syöpäsoluihin, jotka läpäisevät kasvaimen kapillaareja; nämä ovat itse asiassa äskettäin muodostuneita, ovat läpäisevämpiä kuin terveet kudokset ja antavat siten liposomien kerääntyä neoplastiseen kudokseen ja vapauttaa syöpäsolujen myrkyllisiä vaikuttavia aineita.
Käyttää
Liposomien käyttö ja sovellukset
Erityisten ominaisuuksiensa ja rakenteidensa ansiosta liposomeja käytetään eri aloilla: lääketieteellisestä ja farmaseuttisesta puhtaasti kosmeettiseen. Itse asiassa, koska liposomeilla on suuri affiniteetti sarveiskerrokseen, niitä käytetään intensiivisesti tällä alalla edistämään toiminnallisten aineiden imeytymistä iholle.
Toisaalta lääketieteen ja farmaseuttisen alan osalta liposomit löytävät sovelluksia sekä terapeuttisella että diagnostisella alalla.
Erityisesti liposomien kyky eristää sisällönsä ulkoisesta ympäristöstä on erityisen hyödyllinen hajoamisalttiiden aineiden (kuten esimerkiksi proteiinien ja nukleiinihappojen) kuljetuksessa.
Samaan aikaan liposomeja voidaan hyödyntää joidenkin lääkkeiden myrkyllisyyden vähentämiseksi: tämä koskee esimerkiksi doksorubisiinia - syöpälääkettä, joka on tarkoitettu munasarjasyöpään ja eturauhassyöpään - joka on koteloitu pitkään kiertäviin liposomeihin sen farmakokinetiikkaa, tehoa ja toksisuutta on muutettu huomattavasti.
Luokitus
Liposomien luokittelu ja tyypit
Liposomien luokittelu voidaan suorittaa eri kriteerien perusteella, kuten: koko, rakenne (liposomin muodostamien kaksikerroksisten lipidien määrä) ja käytetty valmistusmenetelmä (jälkimmäistä luokitusta ei kuitenkaan oteta huomioon artikkelin aikana).
Seuraavassa kuvataan lyhyesti näitä luokituksia ja päätyyppejä.
Luokittelu rakenteellisten ja mittakriteerien perusteella
Jokaisella vesikkelillä olevan fosfolipidikaksoiskerroksen rakenteen ja lukumäärän perusteella liposomit voidaan jakaa seuraaviin:
Unilamellaariset liposomit
Unilamellaariset liposomit koostuvat yhdestä fosfolipidikaksikerroksesta, joka sulkee sisäänsä hydrofiilisen ytimen.
Unilamellaariset liposomit voidaan koosta riippuen jakaa seuraaviin luokkiin:
- Pienet yksikerroksiset rakkulat tai maastoautot (Pienet unilamellaariset vesikkelit) joiden halkaisija voi vaihdella välillä 20 nm - 100 nm;
- Suuret unilamellaariset rakkulat tai LUV: t (Suuret unilamellaariset vesikkelit) joiden halkaisija voi vaihdella 100 nm: stä 1 μm: iin;
- Jättimäiset yksikerroksiset rakkulat tai GUV: t (Jättiläiset unilamellaariset vesikkelit), jonka halkaisija on suurempi kuin 1 μm.
Monikerroksiset liposomit
Monikerroksiset liposomit tai MLV: t (MultiLamellar -vesikkelit) ovat monimutkaisempia, koska niille on ominaista eri lipidikerrosten (yleensä yli viisi) samankeskinen läsnäolo, jotka on erotettu toisistaan vesifaaseilla (sipulin kuorirakenne). Tästä erityisominaisuudesta johtuen monikerroksiset liposomit saavuttavat halkaisijat välillä 500 ja 10000 nm. Tällä tekniikalla on mahdollista kapseloida suurempi määrä sekä lipofiilisiä että hydrofiilisiä aktiivisia ainesosia.
Niin kutsutut oligolamellaariset liposomit eli OLV: t kuuluvat myös monikerroksisten liposomien ryhmään (Oligo Lamellaariset vesikkelit), joka koostuu aina sarjasta samankeskisiä fosfolipidikaksikerroksia, mutta vähemmän kuin "oikeat" monikerroksiset liposomit.
Monisoluiset liposomit
Multivesikulaariset liposomit tai MVV: t (MultiVesicular Vesicles) on ominaista fosfolipidikaksoiskerroksen läsnäolo, jonka sisällä on muita liposomeja, jotka eivät kuitenkaan ole samankeskisiä kuin monikerroksisten liposomien tapauksessa.
Muut luokitukset
Tähän asti nähtyjen lisäksi on mahdollista ottaa käyttöön toinen luokitusjärjestelmä, joka jakaa liposomit:
- PH-herkät liposomit: nämä ovat rakkuloita, jotka vapauttavat sisällön lievästi happamissa ympäristöissä. Itse asiassa pH -arvossa 6,5 niitä muodostavat lipidit protonoituvat ja suosivat lääkkeen vapautumista. Tämä ominaisuus on hyödyllinen, koska hyvin usein kasvainmassojen tasolla pH laskee merkittävästi kasvaimen kasvaessa muodostuvan nekroottisen kudoksen vuoksi.
- Lämpöherkät liposomit: ne vapauttavat sisällön kriittisessä lämpötilassa (yleensä noin 38-39 ° C). Tätä tarkoitusta varten liposomien antamisen jälkeen alue, jossa kasvainmassa on lämmennyt, esimerkiksi ultraäänellä.
- Immunoliposomit: ne vapauttavat sisällön joutuessaan kosketukseen solun kanssa, jolla on spesifinen antigeeni.
Hyödyt 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 myrkyllisiä tai allergisia vaikutuksia;
- Ne kykenevät sisällyttämään ja välittämään sekä hydrofiilisiä että lipofiilisiä molekyylejä kohdekudoksiin;
- Kuljetettavat aineet on suojattu entsyymien (proteaasien, nukleaasien) vaikutuksesta tai denaturoivilla ympäristöillä (pH);
- Ne pystyvät vähentämään myrkyllisten tai ärsyttävien aineiden toksisuutta;
- Ne voidaan antaa eri reittejä (suun kautta, parenteraalisesti, paikallisesti jne.);
- Ne voidaan syntetisoida siten, että niiden affiniteetti tiettyihin kohdepaikkoihin (proteiineihin, kudoksiin, soluihin jne.) Kasvaa;
- Ne ovat biohajoavia, myrkyttömiä ja tällä hetkellä laajamittaisesti valmistettavia.
