ЛИПОСОМЫ

Липосомы - это двуслойные или многослойные сферичес-кие образования (мицеллы) получаемые при определенных, чаще всего механических воздействиях на дисперсии фосфолипидов в воде. Двуслойные липосомы (моноламелярные липосомы) состоят из двойного слоя фосфолипидов с водной фазой внутри. Размер их порядка нескольких сотен нм - 200-300 нм. Многослойные липосомы (т.н. мультиламелярные липосо-мы) состоят из нескольких концентрических бислоев фосфолипидов с внутренней полостью, заполненной водными растворами лекарственных веществ. Размер их до многих сотен нм и даже до 1 мкм.

Фосфолипиды - это ПАВ, представляющие фосфатзаме-щенные эфиры различных органических многоатомных спиртов (глицерина, сфингозинов, диолов). Их строение рассматривается в курсе биохимии.

Как правило, в технологии липосом чаще используются фосфоглицериды, в которых одна из гидроксильных групп глицерина этерифицирована насыщенной жирной кислотой, вторая - ненасыщенной, а третья - фосфатидной кислотой. Во всех фосфолипидах (фосфоглицеридах) фосфатидная кислота (остаток - фосфатидил) через группировку – ОН – соединена с каким-либо (спиртовым) остатком – этаноламином (фосфогли-церид носит тогда название фосфатидилэтаноламин), холином (фосфатидилхолин), серином (фосфатидилсерин) или даже фосфатидилглицерином (кардирлипин).

Таким образом, фосфоглицериды имеют неполярную часть, т.е, остаток диацилглицерина, и полярную часть, представленную фосфатом и спиртовыми остатками.

Благодаря полярному гидрофильному концу фосфоглице-риды обладаютнекоторой растворимостью в воде, образуя в водной среде мицеллы. В мицеллах гидрофобные радикалы жирных кислот группируются, образуявнутреннюю гидрофоб-ную зону мицеллы. Гидрофильные участки располагаются по внешней поверхности мицеллы, обращенной в водную фазу.

При механической или ультразвуковой обработке смеси, состоящей из диспергированных в воде фосфолипидов и растворенных в этой воде лекарственных веществ образуются сферические мицеллы - липосомы, оболочка которых состоит из двойного слоя молекул липида, в котором гидрофильные полярные группы обращены к водному раствору лекарственных веществ, а гидрофобные - друг к другу.

Многослойная мицелла фосфолипида.

Размеры таких липосом от 250 до 300 нм в диаметре, а толщина около 50 нм.

1. Наиболее распространенная техника получения бислойных липо-сом заключается в приготовлении жировой эмульсии из какого-либо фосфоглицерида в воде, например, фосфатидилхолина или фосфатидной кислоты с помощью ультразвука, внесение в такую эмульсию водного раствора лекарственного вещества и последующей обработке системы ультразвуком низкой энергии. Обычно удается включить в липосомы от 1 до 15% находящегося в водном растворе вещества. После окончания формирования самих липосом производится многократная отмывка их от некапсулированного лекарствен-ного вещества. Лекарственное вещество полностью сохраняет свою активность в форме липосом.

При этом способе формирования липосом вследствие озвучивания ультразвуковой установкой в присутствии воздуха и часто даже в атмосфере инертных газов липиды подвергаются деструкции - может произойтигидролиз и аутоокисление липида.

2. Поэтому в 1973 г. предложен метод получения липосом путем диализа. Смесь фосфолипидов в растворе с присутствием одновалентных ионов (например, дезоксихолата натрия) подвергают диализу в буферный раствор - образуются бислой-ные липосомы; в присутствии двухвалентных ионов образуются многослойные липосомы. При таком способе не наблюдается окисление липосом.

3. Многослойные липосомы можно получить методом многократного замораживания суспензии фосфолипидов с помощью жидкого азота и последующего оттаивания.

МЕТОД ПРОМЫШЛЕННОГО ПОЛУЧЕНИЯ ЛИПОСОМ:

Барботирование фосфолипидов через распылительную форсунку в буфер содержащий лекарственные вещества - газодисперсный метод.

Моноламелярные липосомы диаметром 120-200 нм, характеризующиеся большим объемом внутренней водной фазы, можно получить путем метода "обращение фаз". Раствор фосфолипида в органическом растворителе в присутствии водного буферного раствора, содержащего включаемое лекарственное вещество, гомогенизируют ультразвуком, а затем органический растворитель испаряют при пониженном давлении.

В липосомах лекарственное вещество находится в липидной или водной фазе самих липосом, и в виде свободной фракции, растворенной в среде формирования липосом. Чтобы получить липосомальную форму с максимальным количеством вещества, включенного в липосомы, необходимо освободиться от фракции, присутствующей в среде. Для этого применяют гель-фильтрацию через сефадексы и сефарозы 4В, диализ, ультрацентрифугирование и ультрафильтрацию.

 

ПУТИ ВВЕДЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ ЛИПОСОМ.

Вводят липосомы в организм внутривенно, внутрибрюшинно, подкожно, перорально, внутритрахеально, внутрисуставно, накожно. Попав в организм липосомы под действием различных систем разрушаются, высвобождая содержимое.

Поскольку липосомы по своей структуре являются сравнительно крупными липидными частицами, они быстро захватываются клетками системы фагоцитов, в первую очередь макрофагами печени (в основном захватываются мультиламе-лярные), тогда как моноламелярные липосомы могут захватываться и паренхиматозными клетками.

Липосомы, будучи гидрофобными системами, способны взаимодействовать с цитоплазматической мембраной и мембра-нами внутриклеточных структур и в результате этого процесса либо проникают в клетки в интактном виде, либо обеспечивают доставку содержимого липосомы внутрь клетки путем диффу-зии, возможен механизм эндоцитоза липосом с последующим слиянием с лизосомами и лизисом липосомальной мембраны.

Применение липосом позволяет использовать пероральный путь, для введения инсулина при сахарном диабете, гепарина при антикоагулянтной терапии и др.

Показано повышение эффективности противовоспалитель-ных препаратов при внутрисуставном введении липосом.

Используют липосомы для приготовления кровезамените-лей и различных диагностических препаратов, при лечении аллергических и вирусных заболеваний, иммунотерапии опухолей и др.

Активный захват липосом макрофагами и возможность обеспечения внутриклеточной доставки лекарственных веществ является предпосылкой для применения липосом в терапии инфекционных заболеваний.

Лечение лейшманиоза (амастиготные паразиты постоянно обитают в вакуолях ретикоэндотелиоцитов печени) липосомами способствует не только снижению токсичности принимаемых лекарственных веществ, но и способствует инокуляции этих веществ и тем самым подавлению активности паразитов в 290 раз в среднем.

Использование липосом позволяет повысить антимикробную активность препаратов, применяемых для лечения криптококкоза, кандидомикоза, цитомикоза и других заболеваний, вызванных внутриклеточными паразитами, вследствие обеспечения внутриклеточной доставки химиотера-певтических препаратов.

Липосомы амфотерицина весьма эффективны при лечении системных кандидомикозов.

Повышение эффективности химиотерапевтических препа-ратов путем включения их в липосомы, обусловленные изменением фармакокинетики лекарственных веществ, замедле-нием их инактивации и снижением токсичности, обеспечение внутриклеточной доставки, позволяет сделать вывод о перспективности использования липосомальной формы в антимикробной и противоопухолевой терапии. При этом липосомы не только обеспечивают локализацию инфекционного агента, но и стимулируют иммунную систему.

Липосомальные препараты можно превращать в порошок путем лиофилизации, а при необходимости (для в/в введения) вновь возвращать в исходное состояние. Липосомы могут быть нагружены молекулами как гидрофильных, так и липофильных веществ. Можно получить «пустые» липосомы и нагрузить их лекарственными веществами непосредственно перед использованием.

Липосомы являются практически идеальными носителями для транспорта лекарств в организм. Благодаря особенностям их структуры липосомы используются для целенаправленной доставки гидрофильных и гидрофобных лекарственных веществ к очагу заболевания; их можно использовать для внутриклеточ-ной доставки лекарственных веществ, т.к. липосомы, сливаясь с клеточной мембраной, способствуют проникновению вещества внутрь клетки. Вводят липосомы как перорально, так и парентерально.

Созданы липосомы с изониазидом, стрептомицином, инсулином, АТФ, различными ферментными препаратами – глюкооксидазой, пероксидазой, цитохромоксидазой, гексокина-зой и др.

Накоплено много данных о возможности реального использования липосом с ферментами. Так, включенная в липосомы глюкоцереброзидаза оказалась исключительно эффективной для лечения болезни Гоше, связанной с наруше-нием метаболизма глюкоцероброзидов, которые накапливаются в печени, в клетках ретикулоэндотелиальной системы в результате дефицита соответствующего лизосомального фермента - глюкоцереброзидазы. Лечение нативным ферментом неэффективно, т.к. последний не может проникнуть внутрь клетки и попасть в лизосомы. В то же время липосомы с включенным ферментом, проникая внутрь клетки дают ярко выраженный положительный эффект, в частности уменьшение размеров печени.

Фермент уреаза в результате включения в липосомы приобретает повышенную устойчивость к изменениям рН и температуры. При этом на 10 мг липида удается ввести около 1 мг фермента уреазы, что обеспечивает наряду с эффективностью фермента его пролонгирующее действие.

Применение липосом при введении хелатных веществ, используемых при отравлении тяжелыми металлами, повысило эффективность антидототерапии. Хелатные вещества – этилен-диаминтетрауксусная кислота (ЭДТА) и диэтилентриамин-пентауксусная кислота (ДТРА) - широко использовались в терапии связывания металлов в тканях вследствие образования стабильных комплексов. Однако ограниченная проницаемость клеточной мембраны для них приводила к накоплению этих комплексов в печени, что вызывало патологические изменения или образование опухолей. Поэтому практическое использова-ние хелатных агентов в терапии отравлений тяжелыми металлами было ограниченным. При внутривенном введении инкапсулированных в липосомы ЭДТА, происходит весьма быстрое выведение тяжелых металлов из организма, причем резко уменьшается концентрация металла в печени и в скелете (например, стронция).

Введение в организм актиномицина Д в форме липосом, повышает эффективность противоопухолевой терапии последнего по сравнению с введением неинкапсулированной формы актиномицина Д. Как известно, актиномицин Д активный ингибитор роста опухолей, обладает токсичным действием на все делящиеся клетки организма. Введение липосом с этим веществом привело к значительному ( в 2-3 раза) снижению его токсичности и пролонгированию действия.

Следует отметить, что независимо от способа введения, от фосфолипидного состава оболочки, размера и заряда липосомы поглощаются клетками ретикулоэндотелиальной системы, находящимися в печени и селезенке. Таким образом, транспорт лекарственных веществ с помощью липосом оказывается особенно перспективным для лечения заболеваний ретикуло-эндотелиальной системы, в первую очередь связанных с поражением печеночной ткани и селезенки.

В то же время, если требуется осуществить доставку содержимого липосомы в другие органы и ткани или просто обеспечить длительную циркуляцию липосом в кровотоке, то создают защищенные от преждевременного поглощения печенью липосомы. Для этой цели поверхность липосом покрывается веществами, предохраняющими липосому от взаимодействия с клетками, формируют липосомы из аналогов фосфолипидов, не подвергающихся расщеплению ферментами типа фосфолипидацилгидролаз или фосфолипидацил-трансфераз.

Показано, что липосомы с адсорбированными на их поверхности неспецифическими иммуноглобулинами классов М, более интенсивно и избирательно захватываются лейкемическими клетками.

Липосомы, покрытые прикрепленными к поверхности фракциями антител, способны транспортировать лекарственные вещества в зону экспериментального инфаркта миокарда.

В последние годы показана возможность введения лекарственных веществ, а именно ферментных препаратов, внутрь частично гемолизированных эритроцитов («тени») с последующим восстановлением целостности их мембран. Так, в эритроциты введены ферменты - глюкозидаза, галактозидаза и др. При этом включенные в эритроциты ферменты по свойствам напоминают липосомы, они стабильны к изменениям рН, не подвергаются действию природных ингибиторов и протеаз, способны к медленному выделению из эритроцита. Поскольку мембрана заполненных лекарственным веществом эритроцитов остается практически неизмененной, их циркуляция в крови приближается к таковой для натуральных эритроцитов, и они медленнее, чем липосомы, выводятся из циркуляции печенью. Описаны успешные результаты использования включенной в «тени» эритроцитов глюкоцереброзидазы для лечения болезни Гоше.

Отмечено заметное увеличение времени сохранения в циркулирующей крови активности включенных в эритроциты ферментов аспарагиназы и глюкоронидазы.

Таким образом, в технологии лекарственных форм наметиласьтенденция перехода от классических к созданию новых лекарственных форм, особенно специальных систем направленного транспорта лекарств в органы, что может принципиально видоизменить многие из существующих сейчас методов лечения сердечно-сосудистых, онкологических и др. заболеваний.