Липосомы — микрокапсулы для доставки лекарств¶
Липосомы — это микроскопические пузырьки (везикулы), образованные одной или несколькими концентрическими липидными бислоями, заполненные водным ядром. Диаметр липосом варьируется от 20 нм до нескольких микрометров. По строению они имитируют клеточную мембрану, что обуславливает их биосовместимость, биодеградируемость и способность слиться с клетками. Липосомы широко используются в фармакологии как системы доставки лекарственных веществ (носители), а также в косметологии, сельском хозяйстве и биотехнологии.
¶История
Липосомы были впервые описаны британским гематологом Алеком Д. Бэнгемом в 1961 году, а термин «липосома» (от греч. λίπος — жир и σῶμα — тело) ввёл в 1965 году. Бэнгем обнаружил, что фосфолипиды, диспергированные в воде, самопроизвольно образуют закрытые сферические структуры с двойным липидным слоем. Первоначально липосомы изучались как модельные системы для исследования свойств биологических мембран.
В 1970-е годы стало очевидно, что липосомы могут переносить гидрофильные и гидрофобные вещества, открыв перспективы их применения в медицине. В 1995 году Управление по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) одобрило первый липосомальный препарат — доксорубицин в липосомальной форме (Доксил) для лечения опухолей яичников. В России липосомальные лекарственные формы производятся с начала 2000-х годов, в частности препараты амфотерицина В и противовирусных средств.
¶Строение и свойства
Липосома состоит из одного или нескольких концентрических бислоёв амфифильных молекул (обычно фосфолипидов и холестерина), ориентированных гидрофильными «головками» к водной среде, а гидрофобными «хвостами» — внутрь бислоя. Водное ядро липосомы способно растворять гидрофильные вещества (сахара, аминокислоты, нуклеиновые кислоты), а гидрофобный слой — липофильные соединения (стероиды, жирорастворимые витамины).
По количеству бислоёв различают:
- Униламинарные липосомы — одиночный бислой, диаметр 50–200 нм;
- Мультиламинарные липосомы — несколько концентрических бислоёв, диаметр до 5 мкм.
Основные свойства: самосборка из липидов при диспергировании в воде, способность к слиянию с биологическими мембранами, эндоцитоз клетками, биодеградация фосфолипидазами, низкая токсичность.
¶Методы получения
Липосомы получают несколькими способами:
- Тонирование (thin-film hydration) — липиды растворяют в органическом растворителе, удаляют его, оставляя тонкую плёнку, затем гидратируют её водным раствором лекарства с последующим перемешиванием.
- Инъекция — раствор липидов вводят в водную фазу.
- Ультразвуковое диспергирование — получение мелких униламинарных везикул под действием ультразвука.
- Экструзия — продавливание липосомальной суспензии через мембраны с определённым размером пор для получения однородных по размеру частиц.
- Детергентный метод — липиды смешивают с детергентом, затем постепенно удаляют детергент диализом.
¶Применение в медицине
Основная область применения липосом — доставка лекарственных веществ (drug delivery). Липосомальные формы обладают рядом преимуществ: продление времени циркуляции препарата в крови, снижение токсичности (например, доксорубицина для сердца), возможность адресной доставки за счёт эффекта повышенной проницаемости и накопления в опухолевой ткани (EPR-эффект), защита нестабильных соединений (ферментов, нуклеиновых кислот) в организме.
К липосомальным препаратам относятся:
| Препарат | Действующее вещество | Показание |
|---|---|---|
| Доксил | Доксорубицин | Рак яичников, молочной железы |
| Амбизом | Амфотерицин В | Системные грибковые инфекции |
| Инфлексимаб-формула | — | Биосовместимые носители исследовательского типа |
В России липосомальные формы амфотерицина В и интерферона применяются в клинической практике. Липосомы исследуются как вакцинные адъюванты и носители для генной терапии.
¶Применение в других областях
В косметологии липосомы используются как компоненты средств по уходу за кожей — они способны проникать в верхние слои эпидермиса и доставлять активные ингредиенты (витамины, увлажняющие агенты). В сельском хозяйстве липосомальные системы применяются для доставки пестицидов и удобрений. В биотехнологии липосомы служат модельными мембранными системами и носителями для трансфекции клеток.
¶Перспективы
Современные исследования направлены на создание «умных» липосом, реагирующих на изменения pH, температуры или наличие определённых молекул, что позволяет осуществлять контролируемый выброс лекарства в нужном месте. Разрабатываются липосомы, модифицированные антителами и пептидами для адресной доставки к конкретным типам клеток. Особое внимание уделяется липосомальным вакцинам — например, липосомальные формулировки мРНК-вакцин.
Источники:
- Бэнгем А. Д. «Липосомы: их строение, свойства и применение»
- Липиды и клеточные мембраны: учебное пособие
- Фармакологические основы лекарственной терапии, под ред. В. В. Кулакова
- Научные обзоры по липосомальным системам доставки лекарств