Jaké jsou
Lipozomy jsou uzavřené vezikulární struktury, jejichž rozměry se mohou pohybovat od 20-25 nm do 2,5 μm (tj. 2500 nm). Jejich struktura (velmi podobná struktuře buněčných membrán) je charakterizována přítomností jedné nebo více dvojitých vrstev amfifilních lipidů, které ve vodné fázi ohraničují materiál obsahující hydrofilní jádro. Kromě toho je vodná fáze také přítomna mimo lipozomy.
Zájem o tento objev byl okamžitě velký, zejména v lékařsko-farmaceutické oblasti.Není divu, že od 70. let se liposomy používají v experimentální formě jako nosiče léčiv. Vědci se postupně naučili upřesňovat vlastnosti lipozomů takovým způsobem, aby byly schopné vyvinout požadovaný terapeutický účinek.
Výzkum v této oblasti byl a stále je velmi intenzivní, proto není divu, že liposomy jsou v současné době využívány jako účinné systémy pro dodávání léčiv.
Struktura
Struktura a vlastnosti lipozomů
Jak již bylo zmíněno, lipozomy mají strukturu, která je charakterizována přítomností jedné nebo více dvojitých vrstev amfifilních lipidů. Podrobně jsou tyto dvojité vrstvy většinou tvořeny molekulami fosfolipidů: vrstvy nejvzdálenější vrstvy jsou pravidelně umístěny vedle sebe a vystavují svou polární hlavu (hydrofilní část molekuly) směrem k vodnímu prostředí, které je obklopuje; nepolární ocas (hydrofobní část molekuly) místo toho směřuje dovnitř, kde se prolíná s druhou lipidovou vrstvou, která má zrcadlovou organizaci jako předchozí. Ve vnitřní fosfolipidové vrstvě jsou ve skutečnosti polární hlavy otočeny směrem k obsaženému vodnému prostředí v dutině liposomu.
Díky této konkrétní struktuře mohou lipozomy zůstat ponořeny ve vodné fázi, přičemž současně obsahují vodný obsah, ve kterém mohou být dispergovány aktivní složky nebo jiné molekuly.
Současně - díky dvojité vrstvě fosfolipidů - je zabráněno vstupu a výstupu molekul vody nebo polárních molekul, což účinně izoluje obsah lipozomu (který nelze upravit vstupem nebo výstupem vody nebo polárních rozpuštěných látek).
Niosomy
Niosomy (Neiontové lipozomy) jsou konkrétní lipozomy, jejichž struktura je odlišná od „klasických“ lipozomů. Ve skutečnosti jsou v niosomech fosfolipidové vrstvy nahrazeny syntetickými neiontovými amfifilními lipidy, obvykle přidanými k cholesterolu. Niosomy mají rozměry menší než 200 nanometrů, jsou velmi stabilní a mají různé zvláštní vlastnosti, které je - mimo jiné - činí velmi vhodnými pro topické použití.
Funkce
Charakteristiky lipozomů závisí na typické struktuře, kterou jsou tyto vezikuly vybaveny. Vnější vrstvy mají ve skutečnosti pozoruhodnou afinitu k plazmatickým membránám, jejichž složení je velmi podobné (přírodní fosfolipidy, jako je fosfatidylcholin, fosfatidylethanolamin a estery cholesterolu).
Tímto způsobem mohou být ve vodě rozpustné látky obsažené v lipozomálních mikrosférách snadno transportovány dovnitř buněk.
Současně může lipozom také začlenit farmakologicky aktivní lipofilní molekuly do své vnější fosfolipidové dvojvrstvy.
Kromě toho, jak již bylo zmíněno, je možné zlepšit vlastnosti lipozomů, aby se vezikuly přizpůsobily nejrůznějším potřebám. K tomu je nutné zasáhnout provedením strukturálních změn různého druhu v závislosti na cíli, kterého má být dosaženo: například problém související s nestabilitou fosfolipidů (vysoká tendence k oxidaci) lze vyřešit částečnou hydrogenací, adicí antioxidantu (alfa-tokoferol) nebo se uchýlit k lyofilizaci (proliposomy), což umožňuje zachovat stabilitu vezikul po velmi dlouhou dobu.
Kromě toho může být lipidová dvojvrstva konstruována tak, aby se zvýšila vazba na určité typy buněk, například prostřednictvím protilátek, lipidů nebo uhlohydrátů. Podobně lze afinitu lipozomů k dané tkáni upravit změnou jejího složení a elektrického náboje (přidáním stearylaminu nebo fosfatidylserinu k získání kladně nabitých váčků; zatímco u dicetyl fosfátu se získají záporné náboje), což zvyšuje koncentraci léčiva v cílový orgán.
Konečně ke zvýšení „poločasu liposomů je možné upravit jejich povrch konjugací molekul polyethylenglykolu (PEG) k lipidové dvojvrstvě za vzniku takzvaných„ Stealth lipozomů “. Protinádorová léčba schválená FDA využívá své vlastní lipozomy potažené PEG nesoucí doxorubicin. tyto ve skutečnosti mají nedávnou tvorbu, jsou propustnější než zdravé tkáně a jako takové umožňují akumulaci lipozomů v neoplastické tkáni a uvolňování toxických účinných látek pro rakovinné buňky.
Využití
Využití a aplikace lipozomů
Díky svým zvláštním vlastnostem a strukturám se liposomy používají v různých oblastech: od lékařského a farmaceutického až po čistě kosmetický. Ve skutečnosti, protože liposomy mají vysokou afinitu k stratum corneum, jsou v této oblasti intenzivně využívány k podpoře kožní absorpce funkčních látek.
Pokud jde o lékařské a farmaceutické obory, liposomy naopak nacházejí uplatnění jak v terapeutické, tak v diagnostické oblasti.
Zejména schopnost lipozomů izolovat svůj obsah od vnějšího prostředí je zvláště užitečná při transportu látek náchylných k degradaci (jako jsou například proteiny a nukleové kyseliny).
Současně lze využít liposomy ke snížení toxicity některých léčiv: je tomu tak například v případě doxorubicinu - protirakovinného léčiva, které je indikováno u rakoviny vaječníků a prostaty - které je zapouzdřeno v liposomech s dlouhým oběhem .jeho farmakokinetika byla značně změněna, stejně jako stupeň účinnosti a toxicity.
Klasifikace
Klasifikace a typy lipozomů
Klasifikaci lipozomů lze provést na základě různých kritérií, jako jsou: velikost, struktura (počet lipidových dvojvrstev, z nichž je liposom složen) a přijatý způsob přípravy (druhá klasifikace však nebude brána v úvahu v průběhu článku).
V následujícím textu budou tyto klasifikace a hlavní typy lipozomů stručně popsány.
Klasifikace na základě strukturálních a rozměrových kritérií
Na základě struktury a počtu fosfolipidových dvojvrstev, které má každý váček, je možné liposomy rozdělit na:
Unilamelární liposomy
Unilamelární lipozomy se skládají z jediné fosfolipidové dvojvrstvy, která uzavírá hydrofilní jádro.
V závislosti na jejich velikosti lze unilamelární lipozomy dále klasifikovat do:
- Malé unilamelární vezikuly nebo SUV (Malé unilamelární vesikuly) jehož průměr se může pohybovat od 20 nm do 100 nm;
- Velké unilamelární vezikuly nebo LUV (Velké unilamelární vesikuly) jehož průměr se může pohybovat od 100 nm do 1 μm;
- Obří unilamelární vezikuly nebo GUV (Obří unilamelární vesikuly), jejichž průměr je větší než 1 μm.
Vícevrstevné liposomy
Multilamelární liposomy nebo MLV (Vícelamelové vesikuly) jsou složitější, protože se vyznačují soustřednou přítomností různých lipidových vrstev (obecně více než pěti), oddělených od sebe vodnými fázemi (struktura slupky cibule). Díky této konkrétní charakteristice dosahují multilamelární lipozomy průměr mezi 500 a 10 000 nm. Touto technikou je možné zapouzdřit vyšší počet lipofilních i hydrofilních účinných látek.
Takzvané oligolamelární liposomy nebo OLV také patří do skupiny multilamelárních liposomů (OligoLamellar Vesicles), vždy sestávající z řady koncentrických dvojitých vrstev fosfolipidů, ale s nižším počtem než „správné“ multilamelární liposomy.
Multivesikulární liposomy
Multivesikulární lipozomy nebo MVV (MultiVesikulární vesikuly) jsou charakterizovány přítomností fosfolipidové dvojvrstvy, uvnitř které jsou uzavřeny další lipozomy, které však nejsou soustředné jako v případě multilamelárních lipozomů.
Další klasifikace
Kromě toho, co bylo dosud pozorováno, je možné přijmout další klasifikační systém, který rozděluje lipozomy na:
- Liposomy citlivé na PH: jedná se o vezikuly, které uvolňují svůj obsah v mírně kyselém prostředí. Ve skutečnosti při pH 6,5 lipidy, které je tvoří, protonují a podporují uvolňování léčiva. Tato funkce je užitečná, protože velmi často na úrovni nádorových mas dochází k významnému snížení pH v důsledku nekrotické tkáně, která se tvoří s růstem nádoru.
- Termosenzitivní lipozomy: uvolňují svůj obsah při kritické teplotě (obvykle kolem 38-39 ° C). Za tímto účelem se po podání lipozomů ohřeje oblast, kde je přítomna nádorová hmota, například ultrazvukem.
- Imunolipozomy: uvolňují svůj obsah při kontaktu s buňkou, která má specifický antigen.
Výhody a nevýhody
Hlavní výhody a nevýhody lipozomů
Použití liposomů má řadu významných výhod, jako například:
- Složky vnějších fosfolipidových vrstev jsou biokompatibilní, takže nezpůsobují nežádoucí toxické nebo alergické účinky;
- Jsou schopni začlenit a transportovat jak hydrofilní, tak lipofilní molekuly do cílových tkání;
- Nosené látky jsou chráněny působením enzymů (proteázy, nukleázy) nebo denaturačním prostředím (pH);
- Jsou schopni snížit toxicitu toxických nebo dráždivých látek;
- Mohou být podávány různými způsoby (orální, parenterální, topické atd.);
- Mohou být syntetizovány takovým způsobem, aby se zvýšila jejich afinita k určitým cílovým místům (proteiny, tkáně, buňky atd.);
- Jsou biologicky rozložitelné, netoxické a v současné době připravitelné ve velkém.
