Wat zijn ze?
Liposomen zijn gesloten vesiculaire structuren die kunnen variëren van 20-25 nm tot 2, 5 μm (of 2500 nm). Hun structuur (zeer vergelijkbaar met die van celmembranen) wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van één of meer dubbele lagen amfifiele lipiden die een hydrofiele kern afbakenen waarin materiaal in een waterige fase wordt aangetroffen. Verder is de waterige fase ook buiten de liposomen aanwezig.
De belangstelling voor deze ontdekking was onmiddellijk groot, vooral op medisch-farmaceutisch gebied. Het is niet verrassend dat sinds de jaren 1970 liposomen, in experimentele vorm, zijn gebruikt als drugsvoertuigen. Beetje bij beetje hebben onderzoekers geleerd de kenmerken van liposomen te perfectioneren, om ze in staat te stellen het gezochte therapeutische effect uit te oefenen.
Onderzoek op dit gebied is en is nog steeds erg intens, dus het is niet verrassend dat liposomen momenteel worden gebruikt als effectieve medicijnafgiftesystemen.
structuur
Structuur en eigenschappen van liposomen
Zoals vermeld, hebben liposomen een structuur die wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van één of meer dubbele lagen amfifiele lipiden. In detail worden deze dubbele lagen meestal gevormd door fosfolipidemoleculen: die van de buitenste laag worden regelmatig naast elkaar geplaatst en stellen hun polaire kop (hydrofiel gedeelte van het molecuul) bloot aan de waterige omgeving die hen omringt; de apolaire staart (hydrofoob deel van het molecuul) is in plaats daarvan naar de binnenkant gekeerd, waar deze is verweven met die van de tweede lipidische laag, die een organisatie heeft die de vorige weerspiegelt. In feite zijn de polaire koppen in de inwendige fosfolipidelaag gekeerd naar de waterige omgeving die zich in de liposoomholte bevindt.
Dankzij deze specifieke structuur kunnen de liposomen ondergedompeld blijven in een waterige fase terwijl ze tegelijkertijd een waterige inhoud bevatten waarin actieve bestanddelen of andere moleculen kunnen worden gedispergeerd.
Tegelijkertijd - dankzij de dubbele laag fosfolipiden - wordt het binnendringen en verlaten van watermoleculen of polaire moleculen voorkomen, waardoor de inhoud van het liposoom effectief wordt geïsoleerd (wat niet kan worden gewijzigd door binnenkomst of vertrek) van water of polaire opgeloste stoffen).
niosomen
Niosomes ( Non Ionic Liposomes ) zijn speciale liposomen waarvan de structuur verschilt van de "klassieke" liposomen. In feite worden de fosfolipidenlagen in niosomen vervangen door niet-ionische amfifiele synthese lipiden, gewoonlijk toegevoegd aan cholesterol. De niosomen zijn kleiner dan 200 nanometer, ze zijn zeer stabiel en hebben verschillende eigenaardige kenmerken die ze - onder andere - zeer geschikt maken voor lokaal gebruik.
kenmerken
De kenmerken van liposomen zijn afhankelijk van de typische structuur waarvan deze blaasjes zijn voorzien. De buitenste lagen bezitten in feite een opmerkelijke affiniteit voor de plasmatische membranen, waarvan zij in grote lijnen de samenstelling schetsen (natuurlijke fosfolipiden zoals fosfatidylcholine, fosfatidylethanolamine en cholesterolesters).
Op deze manier kunnen de in water oplosbare stoffen die zich in de liposomale microsferen bevinden gemakkelijk in de cellen worden getransporteerd.
Tegelijkertijd kan het liposoom ook farmacologisch actieve lipofiele moleculen opnemen in zijn externe fosfolipide dubbellaag.
Bovendien kunnen, zoals genoemd, de kenmerken van liposomen worden verbeterd om de vesicles aan te passen aan de meest uiteenlopende vereisten. Om dit te doen, is het noodzakelijk om in te grijpen door structurele veranderingen van verschillende soorten aan te brengen, afhankelijk van het te bereiken doel: bijvoorbeeld, het probleem met betrekking tot de instabiliteit van fosfolipiden (hoge neiging tot oxidatie), kan worden opgelost door gedeeltelijke hydrogenering, toevoeging van een antioxidant (alfa-tocoferol) of door gebruik te maken van lyofilisatie (proliposomen), waardoor de stabiliteit van de vesicles gedurende zeer lange tijd kan worden behouden.
Verder kan de lipidedubbellaag zodanig worden geconstrueerd dat de binding aan bepaalde celtypen wordt verhoogd, bijvoorbeeld door antilichamen, lipiden of koolhydraten. Op dezelfde manier kan de affiniteit van de liposomen voor een bepaald weefsel worden gewijzigd door de samenstelling te variëren en de elektrische lading (door toevoeging van stearylamine of fosfatidylserine blaasjes met positieve lading worden verkregen, terwijl met dicetylfosfaat, negatieve ladingen worden verkregen), die toeneemt de concentratie van het medicijn in het doelorgaan.
Om de halfwaardetijd van liposomen te verlengen, is het ten slotte mogelijk om het oppervlak te modificeren door polyethyleenglycolmoleculen (PEG) te conjugeren met de lipidedubbellaag, waardoor de zogenaamde " stealth-liposomen " worden geproduceerd. Een door de FDA goedgekeurde behandeling voor kankergeneesmiddelen maakt gebruik van met PEG gecoate liposomen die doxorubicine vervoeren. Zoals hierboven vermeld, verhoogt deze coating de halfwaardetijd van liposomen aanzienlijk, die zich geleidelijk concentreren in kankercellen die de capillairen van de tumor doordringen; deze, in feite, van recente formatie, zijn meer doorlaatbaar dan die van gezonde weefsels, en staan op die manier toe dat de liposomen zich ophopen in het neoplastische weefsel en maken hier de actieve toxische principes vrij voor de kankercellen.
toepassingen
Gebruik en toepassingen van liposomen
Dankzij hun specifieke kenmerken en structuren worden liposomen op verschillende gebieden gebruikt: van het medische en farmaceutische gebied tot het puur cosmetische gebied. Aangezien de liposomen een hoge affiniteit hebben voor het stratum corneum, worden ze in feite intensief gebruikt in dit gebied om de cutane absorptie van functionele stoffen te bevorderen.
Wat het medische en farmaceutische gebied betreft, vinden liposomen in plaats daarvan toepassingen op zowel therapeutisch als diagnostisch gebied.
In het bijzonder is het vermogen van liposomen om hun inhoud te isoleren van de externe omgeving bijzonder nuttig bij het transporteren van stoffen die vatbaar zijn voor afbraak (zoals bijvoorbeeld eiwitten en nucleïnezuren).
Tegelijkertijd kunnen liposomen worden gebruikt om de toxiciteit van sommige geneesmiddelen te verminderen: dit is bijvoorbeeld het geval van doxorubicine - een middel tegen kanker dat wordt geïndiceerd bij eierstokkanker en prostaatkanker - dat is ingekapseld in liposomen met een lange bloedsomloop heeft de farmacokinetiek aanzienlijk gewijzigd, evenals de mate van werkzaamheid en toxiciteit verbeterd.
classificatie
Classificatie en soorten liposomen
De classificatie van liposomen kan worden uitgevoerd volgens verschillende criteria, zoals: dimensies, structuur (aantal dubbele lipidelagen waaruit het liposoom is samengesteld) en de gebruikte bereidingswijze (deze laatste classificatie zal echter niet in aanmerking worden genomen in de artikel cursus).
Deze classificaties en de belangrijkste soorten liposomen zullen hieronder kort worden beschreven.
Classificatie op basis van structurele en dimensionale criteria
Afhankelijk van de structuur en het aantal fosfolipide dubbele lagen waarin elk blaasje is uitgerust, is het mogelijk de liposomen te verdelen in:
Unilamellaire liposomen
Unilamellaire liposomen bestaan uit een enkele fosfolipide dubbellaag die een hydrofiele kern omsluit.
Afhankelijk van hun grootte kunnen unilamellaire liposomen verder worden ingedeeld in:
- Kleine unilamellaire blaasjes of SUV's ( Small Unilamellar Vesicles ) waarvan de diameter kan variëren van 20 nm tot 100 nm;
- Grote unilamellaire vesicles of LUV ( Large Unilamellar Vesicles ) waarvan de diameter kan variëren van 100 nm tot 1 μm;
- Reusachtige unilamellaire blaasjes of GUV ( Giants Unilamellar Vesicles ) waarvan de diameter groter is dan 1 μm.
Multilamellaire liposomen
De multilamellaire liposomen of MLV ( MultiLamellar Vesicles ) zijn complexer omdat ze worden gekenmerkt door de concentrische aanwezigheid van verschillende lipidelagen (in het algemeen meer dan vijf), gescheiden van elkaar door waterige fasen (uienhuidstructuur). Voor dit specifieke kenmerk bereiken multilamellaire liposomen diameters variërend van 500 tot 10.000 nm. Met deze techniek is het mogelijk om een hoger aantal lipofiele en hydrofiele actieve bestanddelen in te kapselen.
Ook behoren tot de groep van multilamellaire liposomen de zogenaamde Oligolamellos of OLV ( OligoLamellar Vesicles ) liposomen, die altijd bestaat uit een reeks concentrische dubbele fosfolipidelagen, maar van een lager aantal vergeleken met de "juiste" multilamellaire liposomen.
Multivescicular liposomen
De multivesiculaire liposomen of MVV ( MultiVesicular Vesicles ) worden gekenmerkt door de aanwezigheid van een dubbele fosfolipidelaag waarin andere liposomen zijn ingesloten die echter niet concentrisch zijn zoals in het geval van multilamellaire liposomen.
Andere classificaties
Naast wat tot nu toe is gezien, is het mogelijk om een ander classificatiesysteem vast te stellen dat liposomen verdeelt in:
- PH-gevoelige liposomen : het zijn blaasjes die hun inhoud afgeven in licht zure milieus. Feitelijk, bij pH 6, 5, protoneren de lipiden die hen vormen en de afgifte van het medicijn. Dit kenmerk is nuttig, omdat er vaak op het niveau van tumormassa's een significante verlaging van de pH is, vanwege het necrotische weefsel dat zich vormt met de groei van de tumor.
- Temperatuurgevoelige liposomen : ze geven hun inhoud af bij een kritische temperatuur (meestal rond de 38-39 ° C). Hiertoe wordt na het toedienen van de liposomen het gebied waar de tumormassa aanwezig is verhit, bijvoorbeeld door ultrageluid.
- Immunoliposomen : ze geven hun inhoud af wanneer ze in contact komen met een cel met een specifiek antigeen.
Voordelen en nadelen
Belangrijkste voor- en nadelen van liposomen
Het gebruik van liposomen heeft een aantal aanzienlijke voordelen, zoals:
- De bestanddelen van de externe fosfolipidelagen zijn biocompatibel, zodat ze geen ongewenste toxische of allergische effecten veroorzaken;
- Ik ben in staat zowel hydrofiele als lipofiele moleculen in de doelwitweefsels op te nemen;
- De getransporteerde stoffen worden beschermd door de werking van enzymen (proteasen, nucleasen) of door denaturerende omgevingen (pH);
- Ze zijn in staat om de toxiciteit van toxische of irriterende middelen te verminderen;
- Ze kunnen via verschillende routes worden toegediend (oraal, parenteraal, actueel, enz.);
- Ze kunnen op zodanige wijze worden gesynthetiseerd dat hun affiniteit voor bepaalde doelwitplaatsen (eiwitten, weefsels, cellen, enz.) Wordt verhoogd;
- Ze zijn biologisch afbreekbaar, vrij van toxiciteit en kunnen op dit moment op grote schaal worden bereid.
