Liposoomid

Mis need on? Struktuur Omadused Kasutab klassifikatsiooni eeliseid ja puudusi

Mis on

Liposoomid on suletud vesiikulite struktuurid, mille mõõtmed võivad varieeruda vahemikus 20-25 nm kuni 2,5 μm (st 2500 nm). Nende struktuuri (väga sarnane rakumembraanide struktuuriga) iseloomustab ühe või mitme kahekordse amfifiilsete lipiidide kihi olemasolu, mis piiravad vesifaasis hüdrofiilset südamikku sisaldavat materjali. Lisaks on vesifaas olemas ka väljaspool liposoome.

Inglise hematoloog Alec Bangham avastas liposoomid täiesti juhuslikul viisil 1960. aastate alguses koos kolleegi R.W. Horne.
Huvi selle avastuse vastu oli kohe suur, eriti meditsiini-farmaatsia valdkonnas.Üllatuslikult pole alates 1970. aastatest eksperimentaalses vormis kasutatud ravimikandjana liposoome. Järk -järgult on teadlased õppinud täpsustama liposoomide omadusi nii, et need oleksid võimelised avaldama soovitud terapeutilist toimet.
Selle valdkonna uuringud on olnud ja on endiselt väga intensiivsed, seetõttu pole üllatav, et liposoome kasutatakse praegu tõhusate ravimite kohaletoimetamissüsteemidena.

Struktuur

Liposoomide struktuur ja omadused

Nagu mainitud, on liposoomidel struktuur, mida iseloomustab ühe või mitme kahekordse amfifiilsete lipiidide kihi olemasolu. Üksikasjalikult koosnevad need topeltkihid enamasti fosfolipiidmolekulidest: välimise kihi kihid asetatakse regulaarselt kõrvuti ja paljastavad nende polaarpea (molekuli hüdrofiilne osa) neid ümbritseva vesikeskkonna suunas; apolaarne saba (hüdrofoobne) osa molekulist) on suunatud hoopis sissepoole, kus see põimub teise lipiidikihi omaga, millel on peegelorganisatsioon eelmisele. Sisemises fosfolipiidkihis on polaarpead tegelikult pööratud veekeskkonna poole liposoomi õõnsuses.
Tänu sellele konkreetsele struktuurile võivad liposoomid jääda veefaasi sukeldatuks, sisaldades samaaegselt vesisisaldust, milles toimeaineid või muid molekule saab hajutada.
Samal ajal - tänu fosfolipiidide kahekihilisele kihile - välditakse veemolekulide või polaarmolekulide sisenemist ja väljumist, eraldades tõhusalt liposoomi sisu (mida ei saa muuta vee või polaarsete ainete sisenemise või väljumisega).

Niosoomid

Niosoomid (Mitteioonilised liposoomid) on teatud liposoomid, mille struktuur erineb "klassikalistest" liposoomidest. Tegelikult asendatakse niosoomides fosfolipiidkihid sünteetiliste mitteioonsete amfifiilsete lipiididega, mida tavaliselt lisatakse kolesteroolile. Niosoomide mõõtmed on alla 200 nanomeetri, need on väga stabiilsed ja neil on erinevad omapärased omadused, mis muu hulgas muudavad need väga sobivaks paikseks kasutamiseks.

Funktsioonid

Liposoomide omadused sõltuvad nende vesiikulite tüüpilisest struktuurist. Väliskihtidel on tegelikult märkimisväärne afiinsus plasmamembraanide suhtes, mille koostis on üldiselt sarnane (looduslikud fosfolipiidid nagu fosfatidüülkoliin, fosfatidüületanoolamiin ja kolesterooli estrid).
Sel viisil saab liposomaalsetes mikrosfäärides leiduvaid vees lahustuvaid aineid hõlpsasti rakkudesse transportida.
Samal ajal võib liposoom oma välimisse fosfolipiidkihti lisada ka farmakoloogiliselt aktiivseid lipofiilseid molekule.
Lisaks, nagu mainitud, saab parandada liposoomide omadusi, et kohandada vesiikulid kõige erinevamate vajadustega. Selleks on vaja sekkuda, tehes erinevat tüüpi struktuurimuutusi sõltuvalt saavutatavast eesmärgist: näiteks fosfolipiidide ebastabiilsusega seotud probleemi (kõrge kalduvus oksüdeeruda) saab lahendada osalise hüdrogeenimise, lisamise teel. antioksüdandi (alfa-tokoferool) või lüofiliseerimise (proliposoomid) abil, mis võimaldab säilitada vesiikulite stabiilsust väga pikka aega.
Lisaks sellele võib kahekihilise lipiidikihi konstrueerida nii, et see suurendaks seondumist teatud rakutüüpidega, näiteks antikehade, lipiidide või süsivesikute kaudu. Samamoodi saab muuta liposoomide afiinsust antud koe suhtes, muutes selle koostist ja elektrilaengut (lisades stearüülamiini või fosfatidüülseriini, et saada positiivselt laetud vesiikulid; ditsetüülfosfaadi kasutamisel saadakse negatiivsed laengud), mis suurendab ravimi kontsentratsiooni sihtorgan.
Lõpuks, "liposoomide poolväärtusaja pikendamiseks on võimalik muuta nende pinda, konjugeerides polüetüleenglükooli (PEG) molekule lipiidide kahekihiliseks, saades niinimetatud" varjatud liposoomid ". FDA poolt heaks kiidetud vähivastane ravimravi kasutab oma PEG-kattega liposoomid, mis kannavad doksorubitsiini. Nagu eespool öeldud, pikendab see kate oluliselt liposoomide poolväärtusaega, mis järk-järgult kontsentreeruvad kasvaja kapillaare läbistavatesse vähirakkudesse; need on tegelikult alles hiljutised, on läbilaskvamad kui tervete kudede omad ja võimaldavad sellisena liposoomidel neoplastilisse koesse koguneda ja vabastada vähirakkude jaoks toksilisi toimeaineid.

Kasutab

Liposoomide kasutamine ja rakendused

Tänu oma erilistele omadustele ja struktuuridele kasutatakse liposoome erinevates valdkondades: alates meditsiinilisest ja farmaatsiavaldkonnast kuni puhtalt kosmeetikani. Kuna liposoomidel on sarvkihi suhtes kõrge afiinsus, kasutatakse neid selles valdkonnas intensiivselt, et soodustada funktsionaalsete ainete imendumist naha kaudu.
Mis puutub meditsiini ja farmaatsia valdkondadesse, siis liposoomid leiavad rakendusi nii terapeutilises kui ka diagnostilises valdkonnas.
Eelkõige on liposoomide võime eraldada oma sisu väliskeskkonnast eriti kasulik lagunemisele kalduvate ainete (näiteks valkude ja nukleiinhapete) transportimisel.
Samal ajal saab liposoome kasutada mõnede ravimite toksilisuse vähendamiseks: see kehtib näiteks doksorubitsiini kohta - vähivastane ravim, mis on näidustatud munasarja- ja eesnäärmevähi korral - mis on kapseldatud pika ringlusega liposoomidesse. selle farmakokineetikat, samuti efektiivsuse ja toksilisuse astet on oluliselt muudetud.

Klassifikatsioon

Liposoomide klassifikatsioon ja tüübid

Liposoome saab klassifitseerida erinevate kriteeriumide alusel, näiteks: suurus, struktuur (kahekihiliste lipiidide arv, millest liposoom koosneb) ja kasutatav valmistamisviis (viimast klassifikatsiooni ei arvestata artikli käigus).
Järgnevalt kirjeldatakse lühidalt neid klassifikatsioone ja peamisi liposoomide tüüpe.

Klassifikatsioon struktuuriliste ja mõõtmete alusel

Sõltuvalt fosfolipiidide kahekihilisest struktuurist ja arvust on igal vesiikulil võimalik jagada liposoomid:

Unilamellaarsed liposoomid

Unilamellaarsed liposoomid koosnevad ühest fosfolipiidkihist, mis ümbritseb hüdrofiilset südamikku.
Sõltuvalt nende suurusest võib unilamellaarsed liposoomid jagada järgmistesse rühmadesse:

• Väikesed ühekihilised vesiikulid või maasturid (Väikesed ühekihilised vesiikulid) mille läbimõõt võib varieeruda vahemikus 20 nm kuni 100 nm;
• Suured ühekihilised vesiikulid või LUV -d (Suured ühekihilised vesiikulid) mille läbimõõt võib varieeruda vahemikus 100 nm kuni 1 μm;
• Hiiglaslikud ühekihilised vesiikulid või GUV -d (Hiiglased Unilamellaarsed vesiikulid), mille läbimõõt on suurem kui 1 μm.

Mitmekihilised liposoomid

Mitmekihilised liposoomid või MLV -d (Mitmekihilised vesiikulid) on keerukamad, kuna neid iseloomustab erinevate lipiidikihtide (tavaliselt üle viie) kontsentriline olemasolu, mis on üksteisest eraldatud vesifaasidega (sibulakoore struktuur). Selle konkreetse omaduse tõttu ulatuvad mitmekihilised liposoomid läbimõõduni 500–10 000 nm. Selle tehnikaga on võimalik kapseldada suurem hulk nii lipofiilseid kui ka hüdrofiilseid toimeaineid.
Niinimetatud oligolamellaarsed liposoomid või OLV-d kuuluvad samuti mitme kihi liposoomide rühma (OligoLamellaarsed vesiikulid), mis koosneb alati mitmest kontsentrilisest fosfolipiidist kahekihilisest kihist, kuid väiksema arvuga kui "õiged" mitmekihilised liposoomid.

Multivesikulaarsed liposoomid

Multivesikulaarsed liposoomid või MVV -d (MultiVesikulaarsed vesiikulid) iseloomustab fosfolipiidide kahekihiline sisaldus, mille sees on teised liposoomid, mis aga ei ole kontsentrilised, nagu multilamellaarsete liposoomide puhul.

Muud klassifikatsioonid

Lisaks seni nähtule on võimalik võtta kasutusele veel üks klassifitseerimissüsteem, mis jagab liposoomid järgmisteks osadeks:

• PH-tundlikud liposoomid: need on vesiikulid, mis vabastavad oma sisu kergelt happelises keskkonnas. Tegelikult protoneerivad ja moodustavad neid moodustavad lipiidid pH 6,5 juures ja soodustavad ravimi vabanemist. See funktsioon on kasulik, sest väga sageli on kasvajamasside tasemel oluliselt langetatud pH, mis on tingitud kasvaja kasvuga tekkivast nekrootilisest koest.
• Termotundlikud liposoomid: nad vabastavad oma sisu kriitilisel temperatuuril (tavaliselt umbes 38–39 ° C). Selleks soojendatakse pärast liposoomide manustamist kasvajamassiga piirkonda, näiteks ultraheli abil.
• Immunoliposoomid: nad vabastavad oma sisu, kui nad puutuvad kokku rakuga, millel on spetsiifiline antigeen.

Eelised ja puudused

Liposoomide peamised eelised ja puudused

Liposoomide kasutamisel on mitmeid olulisi eeliseid, näiteks:

• Väliste fosfolipiidkihtide koostisosad on biosobivad, seega ei põhjusta need soovimatut toksilist ega allergilist toimet;
• Nad on võimelised sihtkoes sisaldama ja edastama nii hüdrofiilseid kui ka lipofiilseid molekule;
• Kandvad ained on kaitstud ensüümide (proteaasid, nukleaasid) või denatureeriva keskkonna (pH) toimel;
• Nad suudavad vähendada mürgiste või ärritavate ainete toksilisust;
• Neid võib manustada erinevatel viisidel (suukaudselt, parenteraalselt, paikselt jne);
• Neid saab sünteesida viisil, mis suurendab nende afiinsust teatud sihtkohtade (valgud, kuded, rakud jne) suhtes;
• Need on biolagunevad, mittetoksilised ja praegu suures mahus valmistatavad.

Teisest küljest on liposoomide peamine puudus seotud nende ebastabiilsusega, kuna nende struktuuri tõttu on nad eriti oksüdatiivse lagunemise all. Selle puuduse ületamiseks ja nende säilitamise hõlbustamiseks võib liposoomid läbida külmkuivatusprotsessides. Nende süsteemide taastamine, samuti nende manipuleerimine ja kasutamine nõuavad erilisi oskusi ja suuri tootmiskulusid.