Які
Ліпосоми-це закриті везикулярні структури, розміри яких можуть варіюватися від 20-25 нм до 2,5 мкм (тобто 2500 нм). Їх структура (дуже схожа на структуру клітинних мембран) характеризується наявністю одного або декількох подвійних шарів амфіфільних ліпідів, які розмежовують гідрофільну серцевину, що містить матеріал у водній фазі. Крім того, водна фаза також присутня поза ліпосомами.
Інтерес до цього відкриття був одразу високим, особливо в медико-фармацевтичній сфері.Не дивно, що з 1970-х років ліпосоми використовувалися в експериментальній формі як носії лікарських засобів. Поступово дослідники навчилися вдосконалювати характеристики ліпосом таким чином, щоб зробити їх здатними надавати бажаний терапевтичний ефект.
Дослідження в цій галузі були і залишаються дуже інтенсивними, тому не дивно, що ліпосоми в даний час використовуються як ефективні системи доставки ліків.
Структура
Будова та властивості ліпосом
Як згадувалося, ліпосоми мають структуру, яка характеризується наявністю одного або декількох подвійних шарів амфіфільних ліпідів. Більш детально, ці подвійні шари в основному складаються з молекул фосфоліпідів: ті, що знаходяться у зовнішньому шарі, регулярно розміщуються поруч і оголюють свою полярну головку (гідрофільну частину молекули) до водного середовища, що їх оточує; аполярний хвіст (гідрофобний) частина молекули) натомість звернена всередину, де вона переплітається з такою у другому ліпідному шарі, який має дзеркальну організацію до попереднього. в порожнині ліпосоми.
Завдяки цій особливій структурі ліпосоми можуть залишатися зануреними у водну фазу, одночасно зберігаючи водний вміст, в якому можуть бути дисперговані активні інгредієнти або інші молекули.
У той же час - завдяки подвійному шару фосфоліпідів - запобігається вхід і вихід молекул води або полярних молекул, ефективно ізолюючи вміст ліпосоми (яка не може бути змінена входом або виходом води або полярних розчинених речовин).
Ніосоми
Ніосоми (Неіонні ліпосоми) - це особливі ліпосоми, структура яких відрізняється від "класичних" ліпосом. Фактично, у ніосомах шари фосфоліпідів замінені синтетичними неіонними амфіфільними ліпідами, зазвичай доданими до холестерину. Ніосоми мають розміри менше 200 нанометрів, дуже стійкі і мають різні особливі характеристики, які, серед іншого, роблять їх дуже придатними для місцевого застосування.
Особливості
Характеристики ліпосом залежать від типової будови, яким наділені ці везикули. Зовнішні шари, по суті, мають неабияку спорідненість до плазматичних мембран, склад яких приблизно схожий (природні фосфоліпіди, такі як фосфатидилхолін, фосфатидилетаноламін та ефіри холестерину).
Таким чином, водорозчинні речовини, що містяться в ліпосомних мікросферах, можна легко транспортувати всередину клітин.
У той же час, ліпосома може також включати фармакологічно активні ліпофільні молекули у свій зовнішній фосфоліпідний двошар.
Крім того, як згадувалося, характеристики ліпосом можна покращити, щоб адаптувати везикули до найрізноманітніших потреб. Для цього необхідно втрутитися, вносячи структурні зміни різного характеру залежно від поставленої мети: наприклад, проблему, пов'язану з нестабільністю фосфоліпідів (висока схильність до окислення), можна вирішити шляхом часткового гідрування, додавання антиоксиданту (альфа-токоферол) або вдаючись до ліофілізації (проліпосоми), що дозволяє зберегти стабільність везикул протягом дуже тривалого часу.
Крім того, ліпідний двошар може бути сконструйований таким чином, щоб збільшити зв'язування з певними типами клітин, наприклад, за допомогою антитіл, ліпідів або вуглеводів. Подібним чином, спорідненість ліпосом до певної тканини може бути змінена шляхом зміни її складу та електричного заряду (додавання стеариламіну або фосфатидилсерину для отримання позитивно заряджених везикул; тоді як з діцетилфосфатом отримуються негативні заряди), що збільшує концентрацію препарату в орган -мішень.
Нарешті, для збільшення "періоду напіврозпаду ліпосом" можна модифікувати їх поверхню шляхом кон'югування молекул поліетиленгліколю (ПЕГ) з ліпідним двошаром, утворюючи так звані "стелс-ліпосоми". Затверджений FDA протипухлинний препарат використовує власні ліпосоми, покриті ПЕГ, що несуть доксорубіцин Як зазначено вище, це покриття значно збільшує період напіввиведення ліпосом, які поступово концентруються в ракових клітинах, що пронизують капіляри пухлини; вони, насправді, нещодавно сформовані, є більш проникними, ніж у здорових тканин, і як такі дозволяють ліпосомам накопичуватися в пухлинних тканинах і виділяти токсичні активні інгредієнти для ракових клітин.
Використання
Використання та застосування ліпосом
Завдяки своїм особливим характеристикам і структурі ліпосоми використовуються в різних областях: від медичної та фармацевтичної до чисто косметичної. Фактично, оскільки ліпосоми мають високу спорідненість до рогового шару, вони інтенсивно використовуються в цій галузі для сприяння шкірному поглинанню функціональних речовин.
Що стосується медичної та фармацевтичної галузей, то ліпосоми знаходять застосування як у терапевтичній, так і в діагностичній областях.
Зокрема, здатність ліпосом виділяти свій вміст із зовнішнього середовища особливо корисна при транспортуванні речовин, схильних до деградації (таких як, наприклад, білки та нуклеїнові кислоти).
В той же час, ліпосоми можна використовувати для зменшення токсичності деяких препаратів: це стосується, наприклад, доксорубіцину - протипухлинного препарату, який показаний при раку яєчників та простати - який інкапсульований у довго циркулюючі ліпосоми його фармакокінетика була значно змінена, а також ступінь ефективності та токсичності.
Класифікація
Класифікація та типи ліпосом
Класифікація ліпосом може бути здійснена на основі різних критеріїв, таких як: розмір, структура (кількість ліпідних двошарів, з яких складається ліпосома) та прийнятий спосіб одержання (остання класифікація, однак, не буде розглянута по ходу статті).
Далі ці класифікації та основні типи ліпосом будуть коротко описані.
Класифікація на основі структурних та розмірних критеріїв
Виходячи зі структури та кількості фосфоліпідних двошарів, які є у кожної везикули, можна поділити ліпосоми на:
Одношарові ліпосоми
Одношарові ліпосоми складаються з єдиного фосфоліпідного двошару, який охоплює гідрофільну серцевину.
Залежно від їх розміру, одношарові ліпосоми можна додатково класифікувати на:
- Малі одношарові везикули або позашляховики (Малі одношарові пухирці) діаметр яких може змінюватися від 20 нм до 100 нм;
- Великі одношарові пухирці або LUV (Великі одношарові пухирці) діаметр яких може змінюватися від 100 нм до 1 мкм;
- Гігантські одношарові везикули або ГУВ (Гігантські одношарові пухирці), діаметр якого більше 1 мкм.
Багатошарові ліпосоми
Багатошарові ліпосоми або MLV (Багатопластинчасті пухирці) є більш складними, оскільки вони характеризуються концентричною присутністю різних шарів ліпідів (зазвичай більше п’яти), відокремлених один від одного водними фазами (структура цибулі). Завдяки цій особливій характеристиці багатопластинчасті ліпосоми досягають діаметрів від 500 до 10000 нм. За допомогою цієї методики можна інкапсулювати більшу кількість як ліпофільних, так і гідрофільних активних інгредієнтів.
Так звані оліголамелярні ліпосоми або ОЛВ також належать до групи багатошарових ліпосом (Оліголамелярні пухирці), що завжди складається з серії концентричних подвійних шарів фосфоліпідів, але з меншою кількістю, ніж "правильні" багатошарові ліпосоми.
Полістикулярні ліпосоми
Полістикулярні ліпосоми або MVV (Мультивезикулярні везикули) характеризуються наявністю фосфоліпідного двошару, всередині якого укладені інші ліпосоми, які, однак, не є концентричними, як у випадку багатошарових ліпосом.
Інші класифікації
На додаток до побаченого на сьогоднішній день, можна прийняти іншу систему класифікації, яка ділить ліпосоми на:
- PH-чутливі ліпосоми: це везикули, які виділяють свій вміст у слабокислому середовищі. Фактично, при рН 6,5 ліпіди, які їх складають, протонують і сприяють вивільненню препарату. Ця функція є корисною, оскільки дуже часто на рівні пухлинних мас відбувається значне зниження рН через некротизовану тканину, яка формується з ростом пухлини.
- Термочутливі ліпосоми: вони виділяють свій вміст при критичній температурі (зазвичай близько 38-39 ° C). З цією метою після введення ліпосом область, де знаходиться пухлинна маса, нагрівається, наприклад, за допомогою ультразвуку.
- Імуноліпосоми: вони вивільняють свій вміст при контакті з клітиною, яка має специфічний антиген.
Переваги і недоліки
Основні переваги та недоліки ліпосом
Застосування ліпосом має ряд істотних переваг, таких як:
- Складові зовнішніх фосфоліпідних шарів біосумісні, тому не викликають небажаних токсичних або алергічних ефектів;
- Вони здатні включати в тканини -мішені та передавати як гідрофільні, так і ліпофільні молекули;
- Перенесені речовини захищені дією ферментів (протеаз, нуклеаз) або денатуруючим середовищем (рН);
- Вони здатні зменшити токсичність токсичних чи подразнюючих агентів;
- Їх можна вводити різними шляхами (перорально, парентерально, місцево тощо);
- Вони можуть бути синтезовані таким чином, щоб збільшити їх спорідненість до певних мішеней (білків, тканин, клітин тощо);
- Вони біорозкладані, нетоксичні і в даний час широкомасштабні для приготування.
