Čo sú to?
Lipozómy sú uzavreté vezikulárne štruktúry, ktoré môžu byť v rozsahu od 20 do 25 nm až do 2, 5 um (alebo 2500 nm). Ich štruktúra (veľmi podobná štruktúre bunkových membrán) je charakterizovaná prítomnosťou jednej alebo viacerých dvojitých vrstiev amfifilných lipidov, ktoré vymedzujú hydrofilné jadro, v ktorom sa materiál nachádza vo vodnej fáze. Okrem toho je vodná fáza prítomná aj mimo lipozómov.
Záujem o tento objav bol okamžite vysoký, najmä v lekársko-farmaceutickej oblasti. Niet divu, že od 70. rokov boli lipozómy používané v experimentálnej forme ako liečivá. Postupne sa vedci naučili zdokonaľovať vlastnosti lipozómov, aby boli schopní vyvinúť hľadaný terapeutický účinok.
Výskum v tejto oblasti bol a stále je veľmi intenzívny, takže nie je prekvapujúce, že lipozómy sa v súčasnosti používajú ako účinné systémy na dodávanie liečiv.
štruktúra
Štruktúra a vlastnosti lipozómov
Ako už bolo uvedené, lipozómy majú štruktúru, ktorá je charakterizovaná prítomnosťou jednej alebo viacerých dvojitých vrstiev amfifilných lipidov. Podrobnejšie, tieto dvojité vrstvy sú väčšinou tvorené molekulami fosfolipidov: tie najvzdialenejšej vrstvy sú pravidelne umiestnené vedľa seba a vystavujú ich polárnu hlavu (hydrofilnú časť molekuly) vodnému prostrediu, ktoré ich obklopuje; apolárny chvost (hydrofóbna časť molekuly) sa namiesto toho otočí smerom dovnútra, kde sa prelína s druhou lipidovou vrstvou, ktorá má organizáciu zrkadliacu sa na predchádzajúcu. V skutočnosti vo vnútornej fosfolipidovej vrstve polárne hlavy smerujú k vodnému prostrediu obsiahnutému v lipozómovej dutine.
Vďaka tejto špecifickej štruktúre môžu lipozómy zostať ponorené vo vodnej fáze, pričom sa do nich súčasne umiestni vodný obsah, v ktorom sa môžu dispergovať účinné látky alebo iné molekuly.
Zároveň - vďaka dvojitej fosfolipidovej vrstve - je zabránené vstupu a výstupu molekúl vody alebo polárnych molekúl, čím sa účinne izoluje obsah lipozómu (ktorý sa nedá modifikovať vstupom ani výstupom) vody alebo polárnych rozpúšťadiel).
niosomy
Niosómy ( Non Ionic Liposomes ) sú špeciálne lipozómy, ktorých štruktúra sa líši od "klasických" lipozómov. V skutočnosti sú v niosómoch fosfolipidové vrstvy nahradené neiónovými lipidmi amfifilnej syntézy, zvyčajne pridanými k cholesterolu. Niosómy sú menšie ako 200 nanometrov, sú veľmi stabilné a majú rôzne zvláštne vlastnosti, ktoré ich okrem iného robia veľmi vhodnými na lokálne použitie.
rysy
Vlastnosti lipozómov závisia od typickej štruktúry, ktorú sú tieto vezikuly vybavené. Vonkajšie vrstvy majú v skutočnosti pozoruhodnú afinitu k plazmatickým membránam, z ktorých v širokom zmysle načrtávajú kompozíciu (prírodné fosfolipidy, ako sú fosfatidylcholín, fosfatidyletanolamín a estery cholesterolu).
Týmto spôsobom môžu byť vo vode rozpustné látky obsiahnuté v lipozomálnych mikrosférach ľahko dopravované vnútri buniek.
Súčasne môže lipozóm tiež začleniť farmakologicky aktívne lipofilné molekuly do svojej vonkajšej dvojvrstvy fosfolipidov.
Okrem toho, ako bolo uvedené, vlastnosti lipozómov sa môžu zlepšiť, aby sa vezikuly prispôsobili najrôznejším požiadavkám. Na tento účel je potrebné zasiahnuť tak, že sa vykonajú štrukturálne zmeny rôzneho druhu v závislosti od cieľa, ktorý sa má dosiahnuť: napríklad problém týkajúci sa nestability fosfolipidov (vysoká tendencia k oxidácii) sa môže riešiť čiastočnou hydrogenáciou, pridaním antioxidantu (alfa-tokoferol) alebo uchýlením sa k lyofilizácii (prolipozómy), čo umožňuje zachovanie stability vezikúl veľmi dlho.
Okrem toho lipidová dvojvrstva môže byť konštruovaná tak, aby sa zvýšila väzba na určité typy buniek, napríklad prostredníctvom protilátok, lipidov alebo sacharidov. Podobne, afinita lipozómov pre dané tkanivo môže byť modifikovaná zmenou zloženia a elektrickým nábojom (pridaním stearylamínu alebo fosfatidylserínových vezikúl s pozitívnym nábojom, zatiaľ čo s dicetylfosfátom sa získajú negatívne náboje), čo zvyšuje koncentrácia liečiva v cieľovom orgáne.
Nakoniec, na zvýšenie polčasu lipozómov je možné modifikovať povrch konjugáciou polyetylénglykolových molekúl (PEG) s lipidovou dvojvrstvou, čím sa vytvoria takzvané " Stealth Lipozómy ". Liečba FDA-schváleným liekom na rakovinu používa lipozómy potiahnuté PEG, ktoré transportujú doxorubicín. Ako je uvedené vyššie, tento povlak významne zvyšuje polčas života lipozómov, ktoré sa postupne koncentrujú v rakovinových bunkách, ktoré prenikajú do kapilár nádoru; tieto sú v skutočnosti novo vytvorené, sú permeabilnejšie ako tie zdravých tkanív a ako také umožňujú, aby lipozómy sa hromadili v neoplastickom tkanive a uvoľňovali tu aktívne zložky toxické pre rakovinové bunky.
použitie
Použitie a aplikácie lipozómov
Vďaka svojim špecifickým vlastnostiam a štruktúram sa lipozómy používajú v rôznych oblastiach: od lekárskej a farmaceutickej až po čisto kozmetickú. Pretože lipozómy majú vysokú afinitu k stratum corneum, v skutočnosti sa v tejto oblasti intenzívne používajú na podporu kožnej absorpcie funkčných látok.
Pokiaľ ide o medicínsku a farmaceutickú oblasť, namiesto toho lipozómy nachádzajú aplikácie v terapeutických aj diagnostických oblastiach.
Najmä schopnosť lipozómov izolovať ich obsah z vonkajšieho prostredia je obzvlášť užitočná pri doprave látok náchylných na degradáciu (ako sú napríklad proteíny a nukleové kyseliny).
Súčasne môžu byť lipozómy využité na zníženie toxicity niektorých liekov: to je napríklad prípad doxorubicínu - protirakovinového lieku, ktorý je indikovaný pri rakovine vaječníkov a prostaty - ktorý je zapuzdrený v lipozómoch s dlhou cirkuláciou pozorovala, že jeho farmakokinetika je značne modifikovaná, ako aj zlepšený stupeň účinnosti a toxicity.
klasifikácia
Klasifikácia a typy lipozómov
Klasifikácia lipozómov sa môže vykonávať podľa rôznych kritérií, ako sú: rozmery, štruktúra (počet dvojitých lipidových vrstiev, z ktorých sa lipozóm skladá) a prijatá metóda prípravy (táto posledná klasifikácia sa však nebude brať do úvahy pri článku).
Tieto klasifikácie a hlavné typy lipozómov budú stručne opísané nižšie.
Klasifikácia založená na štrukturálnych a rozmerových kritériách
V závislosti od štruktúry a počtu dvojitých vrstiev fosfolipidov je každý vezikul vybavený, je možné rozdeliť lipozómy na:
Unilamelárne lipozómy
Unilamelárne lipozómy sa skladajú z jednej fosfolipidovej dvojvrstvy, ktorá obklopuje hydrofilné jadro.
V závislosti od ich veľkosti môžu byť unilamelárne lipozómy ďalej klasifikované do:
- Malé unilamelárne vezikuly alebo SUV ( malé unilamelárne vačky ), ktorých priemer sa môže pohybovať od 20 nm do 100 nm;
- Veľké unilamelárne vezikuly alebo LUV ( Large Unilamellar Vesicles ), ktorých priemer sa môže pohybovať od 100 nm do 1 μm;
- Obrie unilamelárne vezikuly alebo GUV ( Giants Unilamellar Vesicles ), ktorých priemer je väčší ako 1 μm.
Multilamelárne lipozómy
Multilamelárne lipozómy alebo MLV ( MultiLamellar Vesicles ) sú komplexnejšie, pretože sú charakterizované koncentrickou prítomnosťou rôznych lipidových vrstiev (všeobecne viac ako päť), ktoré sú od seba oddelené vodnými fázami (štruktúra cibuľovej kože). Pre tento konkrétny znak dosahujú multilamelárne lipozómy priemery v rozsahu od 500 do 10 000 nm. Pomocou tejto techniky je možné zapuzdriť vyšší počet lipofilných a hydrofilných účinných látok.
Do skupiny multilamelárnych lipozómov patria tiež tzv. Oligolamellos alebo OLV ( OligoLamellar Vesicles ) lipozómy, vždy pozostávajúce zo série koncentrických dvojitých fosfolipidových vrstiev, ale s nižším počtom v porovnaní s "správnymi" multilamelárnymi lipozómami.
Multikultúrne lipozómy
Multivescikulárne lipozómy alebo MVV ( MultiVesicular Vesicles ) sú charakterizované prítomnosťou dvojitej fosfolipidovej vrstvy, v ktorej sú uzavreté iné lipozómy, ktoré však nie sú koncentrické ako v prípade multilamelárnych lipozómov.
Iné klasifikácie
Okrem toho, čo sme doteraz videli, je možné prijať iný klasifikačný systém, ktorý rozdeľuje lipozómy na:
- Lipozómy citlivé na PH : sú to vezikuly, ktoré uvoľňujú svoj obsah v mierne kyslom prostredí. V skutočnosti pri pH 6, 5 lipidy, ktoré ich tvoria, protonujú a podporujú uvoľňovanie liečiva. Táto charakteristika je užitočná, pretože veľmi často na úrovni nádorových hmôt dochádza k významnému zníženiu pH v dôsledku nekrotického tkaniva, ktoré sa tvorí s rastom nádoru.
- Lipozómy citlivé na teplotu : uvoľňujú svoj obsah pri kritickej teplote (všeobecne okolo 38-39 ° C). Za týmto účelom sa po podaní lipozómov oblasť, v ktorej je prítomná nádorová hmota, zahrieva, napríklad ultrazvukom.
- Imunolipozómy : uvoľňujú svoj obsah, keď prídu do styku s bunkou, ktorá má špecifický antigén.
Výhody a nevýhody
Hlavné výhody a nevýhody lipozómov
Použitie lipozómov má množstvo významných výhod, ako sú:
- Zložky vonkajších fosfolipidových vrstiev sú biokompatibilné, takže nespôsobujú nežiaduce toxické alebo alergické účinky;
- Som schopný začleniť hydrofilné aj lipofilné molekuly do cieľových tkanív;
- Dopravované látky sú chránené pôsobením enzýmov (proteáz, nukleáz) alebo denaturačným prostredím (pH);
- Sú schopné znížiť toxicitu toxických alebo dráždivých činidiel;
- Môžu byť podávané rôznymi cestami (orálne, parenterálne, miestne, atď.);
- Môžu byť syntetizované takým spôsobom, aby sa zvýšila ich afinita pre konkrétne cieľové miesta (proteíny, tkanivá, bunky atď.);
- Sú biologicky odbúrateľné, bez toxicity a v súčasnosti sa dajú pripraviť vo veľkom meradle.
