Τι είναι
Τα λιποσώματα είναι κλειστές φυσαλιδωτές δομές των οποίων οι διαστάσεις μπορεί να κυμαίνονται από 20-25 nm έως 2,5 μm (δηλαδή 2500 nm). Η δομή τους (πολύ παρόμοια με εκείνη των κυτταρικών μεμβρανών) χαρακτηρίζεται από την παρουσία ενός ή περισσότερων διπλών στρωμάτων αμφίφιλων λιπιδίων που οριοθετούν έναν υδρόφιλο πυρήνα που περιέχει υλικό στην υδατική φάση. Επιπλέον, η υδατική φάση υπάρχει επίσης έξω από τα λιποσώματα.
Το ενδιαφέρον για αυτή την ανακάλυψη ήταν αμέσως υψηλό, ειδικά στον ιατρικό-φαρμακευτικό τομέα. Δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι από τη δεκαετία του 1970 τα λιποσώματα χρησιμοποιήθηκαν, σε πειραματική μορφή, ως φορείς φαρμάκων. Σταδιακά, οι ερευνητές έμαθαν να βελτιώνουν τα χαρακτηριστικά των λιποσωμάτων, με τέτοιο τρόπο ώστε να τα καθιστούν ικανά να ασκούν το επιθυμητό θεραπευτικό αποτέλεσμα.
Η έρευνα σε αυτόν τον τομέα ήταν και εξακολουθεί να είναι πολύ έντονη, επομένως δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι τα λιποσώματα χρησιμοποιούνται σήμερα ως αποτελεσματικά συστήματα χορήγησης φαρμάκων.
Δομή
Δομή και ιδιότητες των λιποσωμάτων
Όπως αναφέρθηκε, τα λιποσώματα έχουν μια δομή που χαρακτηρίζεται από την παρουσία ενός ή περισσότερων διπλών στρωμάτων αμφίφιλων λιπιδίων. Αναλυτικά, αυτά τα διπλά στρώματα αποτελούνται κυρίως από μόρια φωσφολιπιδίων: αυτά του εξωτερικού στρώματος τοποθετούνται τακτικά δίπλα -δίπλα και εκθέτουν την πολική τους κεφαλή (υδρόφιλο τμήμα του μορίου) προς το υδατικό περιβάλλον που τα περιβάλλει. Η απολαϊκή ουρά (υδρόφοβο μέρος του μορίου) είναι αντίθετα στραμμένο προς τα μέσα, όπου διαπλέκεται με αυτό του δεύτερου λιπιδικού στρώματος, το οποίο έχει καθρέφτη οργάνωση στο προηγούμενο. Στην εσωτερική στιβάδα φωσφολιπιδίων, στην πραγματικότητα, οι πολικές κεφαλές στρέφονται προς το υδατικό περιβάλλον στην κοιλότητα του λιποσώματος.
Χάρη στη συγκεκριμένη δομή, τα λιποσώματα μπορούν να παραμείνουν βυθισμένα σε μια υδατική φάση, φιλοξενώντας ταυτόχρονα ένα υδατικό περιεχόμενο στο οποίο μπορούν να διασκορπιστούν ενεργά συστατικά ή άλλα μόρια.
Ταυτόχρονα - χάρη στο διπλό στρώμα φωσφολιπιδίων - εμποδίζεται η είσοδος και η έξοδος μορίων νερού ή πολικών μορίων, απομονώνοντας αποτελεσματικά το περιεχόμενο του λιποσώματος (το οποίο δεν μπορεί να τροποποιηθεί με την είσοδο ή έξοδο νερού ή πολικών διαλυμένων ουσιών).
Νιοσώματα
Τα νιοσώματα (Μη ιωνικά λιποσώματα) είναι συγκεκριμένα λιποσώματα των οποίων η δομή είναι διαφορετική από τα "κλασικά" λιποσώματα. Στην πραγματικότητα, στα νιοσώματα τα στρώματα φωσφολιπιδίων αντικαθίστανται από συνθετικά μη ιοντικά αμφιφιλικά λιπίδια, συνήθως προστίθενται στη χοληστερόλη. Τα νιοσώματα έχουν διαστάσεις μικρότερες από 200 νανόμετρα, είναι πολύ σταθερά και έχουν διάφορα ιδιόμορφα χαρακτηριστικά τα οποία - μεταξύ άλλων - τα καθιστούν πολύ κατάλληλα για τοπική χρήση.
Χαρακτηριστικά
Τα χαρακτηριστικά των λιποσωμάτων εξαρτώνται από την τυπική δομή της οποίας είναι προικισμένα αυτά τα κυστίδια. Τα εξωτερικά στρώματα, στην πραγματικότητα, έχουν μια αξιοσημείωτη συγγένεια με τις μεμβράνες πλάσματος, των οποίων η σύνθεση είναι σε μεγάλο βαθμό παρόμοια (φυσικά φωσφολιπίδια όπως φωσφατιδυλοχολίνη, φωσφατιδυλαιθανολαμίνη και εστέρες χοληστερόλης).
Με αυτόν τον τρόπο, οι υδατοδιαλυτές ουσίες που περιέχονται στις λιποσωμικές μικροσφαίρες μπορούν εύκολα να μεταφερθούν μέσα στα κύτταρα.
Ταυτόχρονα, το λιπόσωμα μπορεί επίσης να ενσωματώσει φαρμακολογικά ενεργά λιπόφιλα μόρια στην εξωτερική του διπλοστοιβάδα φωσφολιπιδίων.
Επιπλέον, όπως αναφέρθηκε, τα χαρακτηριστικά των λιποσωμάτων μπορούν να βελτιωθούν προκειμένου να προσαρμοστούν τα κυστίδια στις πιο ποικίλες ανάγκες. Για να γίνει αυτό, είναι απαραίτητο να παρέμβουμε κάνοντας δομικές αλλαγές διαφόρων ειδών ανάλογα με τον στόχο που πρέπει να επιτευχθεί: για παράδειγμα, το πρόβλημα που σχετίζεται με την αστάθεια των φωσφολιπιδίων (υψηλή τάση οξείδωσης), μπορεί να λυθεί με μερική υδρογόνωση, προσθήκη ενός αντιοξειδωτικού (άλφα-τοκοφερόλη) ή καταφεύγοντας σε λυοφιλοποίηση (προλιποσώματα), που επιτρέπει τη διατήρηση της σταθερότητας των κυστιδίων για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα.
Επιπλέον, η λιπιδική διπλή στιβάδα μπορεί να κατασκευαστεί με τέτοιο τρόπο ώστε να αυξάνει τη σύνδεση με ορισμένους τύπους κυττάρων, για παράδειγμα μέσω αντισωμάτων, λιπιδίων ή υδατανθράκων. Ομοίως, η συγγένεια των λιποσωμάτων για έναν δεδομένο ιστό μπορεί να τροποποιηθεί μεταβάλλοντας τη σύνθεση και το ηλεκτρικό φορτίο του (προσθήκη στεαρυλαμίνης ή φωσφατιδυλοσερίνης για τη λήψη θετικά φορτισμένων κυστιδίων. Ενώ με τον δικετυλοφωσφορικό, αποκτώνται αρνητικά φορτία), γεγονός που αυξάνει τη συγκέντρωση του φαρμάκου σε το όργανο στόχος.
Τέλος, για να αυξηθεί ο "χρόνος ημίσειας ζωής των λιποσωμάτων" είναι δυνατόν να τροποποιηθεί η επιφάνειά τους με σύζευξη μορίων πολυαιθυλενογλυκόλης (PEG) στη διπλή στιβάδα λιπιδίων, παράγοντας τα λεγόμενα "Stealth Liposomes". Μια αντικαρκινική φαρμακευτική θεραπεία εγκεκριμένη από τον FDA χρησιμοποιεί Τα δικά τους λιποσώματα επικαλυμμένα με PEG. φέρουν δοξορουβικίνη. Αυτά, στην πραγματικότητα, είναι πρόσφατου σχηματισμού, είναι πιο διαπερατά από αυτά των υγιών ιστών και ως εκ τούτου επιτρέπουν στα λιποσώματα να συσσωρευτούν στον νεοπλαστικό ιστό και να απελευθερώσουν τα τοξικά ενεργά συστατικά για τα καρκινικά κύτταρα.
Χρήσεις
Χρήσεις και εφαρμογές λιποσωμάτων
Χάρη στα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά και τη δομή τους, τα λιποσώματα χρησιμοποιούνται σε διάφορους τομείς: από τον ιατρικό και τον φαρμακευτικό μέχρι τον καθαρά καλλυντικό. Στην πραγματικότητα, δεδομένου ότι τα λιποσώματα έχουν μεγάλη συγγένεια με την κεράτινη στιβάδα, χρησιμοποιούνται έντονα σε αυτόν τον τομέα για να ευνοήσουν την δερματική απορρόφηση λειτουργικών ουσιών.
Όσον αφορά τον ιατρικό και τον φαρμακευτικό τομέα, από την άλλη πλευρά, τα λιποσώματα βρίσκουν εφαρμογές τόσο στον θεραπευτικό όσο και στον διαγνωστικό τομέα.
Ειδικότερα, η ικανότητα των λιποσωμάτων να απομονώσουν το περιεχόμενό τους από το εξωτερικό περιβάλλον είναι ιδιαίτερα χρήσιμη στη μεταφορά ουσιών επιρρεπών σε αποικοδόμηση (όπως, για παράδειγμα, πρωτεΐνες και νουκλεϊκά οξέα).
Ταυτόχρονα, τα λιποσώματα μπορούν να αξιοποιηθούν για να μειωθεί η τοξικότητα ορισμένων φαρμάκων: αυτό συμβαίνει, για παράδειγμα, με τη δοξορουβικίνη - ένα αντικαρκινικό φάρμακο που ενδείκνυται για τον καρκίνο των ωοθηκών και του προστάτη - το οποίο ενθυλακώνεται σε λιποσώματα μακράς κυκλοφορίας Η φαρμακοκινητική του έχει τροποποιηθεί σημαντικά, καθώς και ο βαθμός αποτελεσματικότητας και τοξικότητας.
Ταξινόμηση
Ταξινόμηση και τύποι λιποσωμάτων
Η ταξινόμηση των λιποσωμάτων μπορεί να πραγματοποιηθεί με βάση διάφορα κριτήρια, όπως: μέγεθος, δομή (αριθμός λιπιδικών διπλοστοιβάδων από τα οποία αποτελείται το λιπόσωμα) και η μέθοδος παρασκευής που έχει υιοθετηθεί (η τελευταία ταξινόμηση, ωστόσο, δεν θα ληφθεί υπόψη κατά τη διάρκεια του άρθρου).
Στη συνέχεια, αυτές οι ταξινομήσεις και οι κύριοι τύποι λιποσωμάτων θα περιγραφούν εν συντομία.
Ταξινόμηση βάσει δομικών και διαστασιακών κριτηρίων
Με βάση τη δομή και τον αριθμό των διπλοστιβάδων φωσφολιπιδίων που έχει κάθε κυστίδιο, είναι δυνατό να χωριστούν τα λιποσώματα σε:
Μονοστιβάδια λιποσώματα
Τα μονολιμενικά λιποσώματα αποτελούνται από μία διπλή στιβάδα φωσφολιπιδίων που περικλείει έναν υδρόφιλο πυρήνα.
Ανάλογα με το μέγεθός τους, τα μονολιμενικά λιποσώματα μπορούν να ταξινομηθούν περαιτέρω σε:
- Μικρά μονοστρωματικά κυστίδια ή SUV (Μικρά μονοστρωματικά κυστίδια) των οποίων η διάμετρος μπορεί να κυμαίνεται από 20 nm έως 100 nm.
- Μεγάλα μονοφασικά κυστίδια ή LUV (Μεγάλα μονόχωρα κυστίδια) των οποίων η διάμετρος μπορεί να κυμαίνεται από 100 nm έως 1 μm.
- Γιγαντιαία μονοφασικά κυστίδια ή GUV (Giants Unilamellar Vesicles) του οποίου η διάμετρος είναι μεγαλύτερη από 1 μm.
Πολυεπίπεδα λιποσώματα
Πολυεπίπεδα λιποσώματα ή MLV (MultiLamellar Vesicles) είναι πιο πολύπλοκα, επειδή χαρακτηρίζονται από την ομόκεντρη παρουσία διαφόρων λιπιδικών στρωμάτων (γενικά πάνω από πέντε), χωρισμένα το ένα από το άλλο με υδατικές φάσεις (δομή δέρματος κρεμμυδιού). Λόγω αυτού του ιδιαίτερου χαρακτηριστικού, τα πολυστρωματικά λιποσώματα φτάνουν σε διάμετρο μεταξύ 500 και 10.000 nm. Με αυτήν την τεχνική είναι δυνατόν να εγκλωβιστεί ένας μεγαλύτερος αριθμός τόσο λιπόφιλων όσο και υδρόφιλων δραστικών συστατικών.
Τα λεγόμενα ολιγολαλαλιακά λιποσώματα ή OLV ανήκουν επίσης στην ομάδα των πολυστρωματικών λιποσωμάτων (OligoLamellar Vesicles), που αποτελείται πάντα από μια σειρά από ομόκεντρα διπλά στρώματα φωσφολιπιδίων, αλλά από έναν μικρότερο αριθμό από τα «κατάλληλα» πολυελαστικά λιποσώματα.
Πολυζωικά λιποσώματα
Πολυζωικά λιποσώματα ή MVV (Πολυκυσματικά κυστίδια) χαρακτηρίζονται από την παρουσία μιας φωσφολιπιδικής διπλής στιβάδας μέσα στην οποία περικλείονται άλλα λιποσώματα τα οποία, ωστόσο, δεν είναι ομόκεντρα όπως στην περίπτωση των πολυστρωματικών λιποσωμάτων.
Άλλες ταξινομήσεις
Εκτός από ό, τι έχει δει μέχρι τώρα, είναι δυνατό να υιοθετηθεί ένα άλλο σύστημα ταξινόμησης που χωρίζει τα λιποσώματα σε:
- Λιποσώματα ευαίσθητα στο PH: πρόκειται για κυστίδια που απελευθερώνουν το περιεχόμενό τους σε ελαφρώς όξινα περιβάλλοντα. Στην πραγματικότητα, σε ρΗ 6,5 τα λιπίδια που τα αποτελούν πρωτονιώνουν και ευνοούν την απελευθέρωση του φαρμάκου. Αυτό το χαρακτηριστικό είναι χρήσιμο επειδή πολύ συχνά στο επίπεδο των μαζών του όγκου υπάρχει σημαντική μείωση του pH, λόγω του νεκρωτικού ιστού που σχηματίζεται με την ανάπτυξη του όγκου.
- Θερμοευαίσθητα λιποσώματα: απελευθερώνουν το περιεχόμενό τους σε κρίσιμη θερμοκρασία (γενικά γύρω στους 38-39 ° C). Για το σκοπό αυτό, μετά τη χορήγηση των λιποσωμάτων, η περιοχή όπου υπάρχει η μάζα του όγκου θερμαίνεται, για παράδειγμα με υπερηχογράφημα.
- Ανοσολιποσώματα: απελευθερώνουν το περιεχόμενό τους όταν έρχονται σε επαφή με ένα κύτταρο που έχει ένα συγκεκριμένο αντιγόνο.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα
Κύρια πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των λιποσωμάτων
Η χρήση λιποσωμάτων έχει μια σειρά από σημαντικά πλεονεκτήματα, όπως:
- Τα συστατικά των εξωτερικών στιβάδων φωσφολιπιδίων είναι βιοσυμβατά, επομένως δεν προκαλούν ανεπιθύμητες τοξικές ή αλλεργικές επιδράσεις.
- Είναι σε θέση να ενσωματώσουν και να μεταφέρουν υδρόφιλα και λιπόφιλα μόρια στους ιστούς στόχους.
- Οι μεταφερόμενες ουσίες προστατεύονται από τη δράση ενζύμων (πρωτεάσες, νουκλεάσες) ή από μετουσιωτικά περιβάλλοντα (pH).
- Είναι σε θέση να μειώσουν την τοξικότητα των τοξικών ή ερεθιστικών παραγόντων.
- Μπορούν να χορηγηθούν μέσω διαφορετικών οδών (από του στόματος, παρεντερικά, τοπικά κ.λπ.).
- Μπορούν να συντεθούν με τέτοιο τρόπο ώστε να αυξήσουν τη συγγένειά τους για συγκεκριμένες θέσεις -στόχους (πρωτεΐνες, ιστούς, κύτταρα κ.λπ.).
- Είναι βιοαποικοδομήσιμα, μη τοξικά και σήμερα παρασκευάσιμα μεγάλης κλίμακας.
.jpg)
.jpg)
