fisiología

Los liposomas

Que son ellos

Los liposomas son estructuras vesiculares cerradas cuyas dimensiones pueden variar desde 20-25 nm hasta 2, 5 μm (o 2500 nm). Su estructura (muy similar a la de las membranas celulares) se caracteriza por la presencia de una o más capas dobles de lípidos anfifílicos que delimitan un núcleo hidrófilo en el que hay material en fase acuosa. Además, la fase acuosa también está presente fuera de los liposomas.

Los liposomas fueron descubiertos, de forma completamente aleatoria, a principios de los años 60 por el hematólogo inglés Alec Bangham durante la experimentación de un microscopio electrónico realizado junto con su colega RW Horne.

El interés en este descubrimiento fue inmediatamente alto, especialmente en el campo médico-farmacéutico. No por casualidad, desde la década de los 70 los liposomas han sido utilizados, experimentalmente, como vehículos farmacológicos. Poco a poco, los investigadores han aprendido a perfeccionar las características de los liposomas, de manera que puedan ejercer el efecto terapéutico buscado.

La investigación en esta área ha sido y sigue siendo muy intensa, por lo que no es sorprendente que los liposomas se utilicen actualmente como sistemas eficaces de administración de fármacos.

estructura

Estructura y propiedades de los liposomas

Como se mencionó, los liposomas están dotados de una estructura que se caracteriza por la presencia de una o más capas dobles de lípidos anfifílicos. En detalle, estas capas dobles están formadas principalmente por moléculas fosfolipídicas: las de la capa más externa se colocan regularmente una al lado de la otra y exponen su cabeza polar (porción hidrófila de la molécula) al entorno acuoso circundante; la cola apolar (porción hidrófoba de la molécula) se gira hacia adentro, donde se entrelaza con la de la segunda capa lipídica, que tiene una organización que refleja la anterior. De hecho, en la capa fosfolipídica interna, las cabezas polares se dirigen hacia el ambiente acuoso contenido en la cavidad del liposoma.

Gracias a esta estructura particular, los liposomas pueden permanecer sumergidos en una fase acuosa mientras al mismo tiempo albergan un contenido acuoso en el que pueden dispersarse los ingredientes activos u otras moléculas.

Al mismo tiempo, gracias a la doble capa fosfolipídica, se evita la entrada y salida de moléculas de agua o, en cualquier caso, de moléculas polares, lo que aísla eficazmente el contenido del liposoma (que no se puede modificar por entrada o salida). de agua o solutos polares).

niosomas

Los niosomas ( liposomas no iónicos ) son liposomas particulares cuya estructura es diferente en comparación con los liposomas "clásicos". De hecho, en los niosomas las capas fosfolipídicas se reemplazan por lípidos anfifílicos sintéticos no iónicos, que generalmente se agregan al colesterol. Los niosomas son más pequeños que 200 nanómetros, son muy estables y tienen varias características peculiares que, entre otras cosas, los hacen muy adecuados para uso tópico.

características

Las características de los liposomas dependen de la estructura típica de estas vesículas. De hecho, las capas externas tienen una afinidad notable por las membranas plasmáticas, de las cuales siguen aproximadamente la composición (fosfolípidos naturales como la fosfatidilcolina, fosfatidiletanolamina y ésteres de colesterol).

De esta manera, las sustancias solubles en agua contenidas dentro de las microesferas liposomales se pueden transportar fácilmente a las células.

Al mismo tiempo, el liposoma también puede incorporar moléculas lipófilas farmacológicamente activas en su capa externa doble fosfolipídica.

Además, como se mencionó, las características de los liposomas se pueden perfeccionar para adaptar las vesículas a las necesidades más variadas. Para ello, es necesario intervenir realizando cambios estructurales de diversa naturaleza en función del objetivo a alcanzar: por ejemplo, el problema relacionado con la inestabilidad de los fosfolípidos (alta tendencia a la oxidación), se puede resolver mediante hidrogenación parcial, agregado de un antioxidante (alfa-tocoferol) o mediante liofilización (proliposomas), que permite preservar la estabilidad de las vesículas durante mucho tiempo.

Además, la doble capa lipídica se puede construir de tal manera que aumente la unión a ciertos tipos de células, por ejemplo, por anticuerpos, lípidos o carbohidratos. Del mismo modo, la afinidad de los liposomas por un tejido dado puede modificarse variando la composición y la carga eléctrica (agregando estearilamina o fosfatidilserina, las vesículas se obtienen con una carga positiva, mientras que con dicetilfosfato se obtienen cargas negativas), que aumenta La concentración del fármaco en el órgano diana.

Finalmente, para aumentar la vida media de los liposomas es posible modificar su superficie mediante la conjugación de moléculas de polietilenglicol (PEG) a la doble capa de lípidos, produciendo los llamados " Liposomas Stealth ". Un tratamiento antitumoral aprobado por la FDA utiliza sus propios liposomas recubiertos con PEG que transportan doxorrubicina. Como se indicó anteriormente, este recubrimiento aumenta significativamente la vida media de los liposomas, que se concentran gradualmente en las células cancerosas que impregnan los capilares del tumor; de hecho, como se formaron recientemente, son más permeables que los tejidos sanos y, como tales, permiten que los liposomas se acumulen en el tejido neoplásico y liberen los ingredientes activos tóxicos para las células cancerosas aquí.

usos

Usos y aplicaciones de los liposomas

Gracias a sus características y estructuras particulares, los liposomas se utilizan en diversos campos: desde el médico y el farmacéutico hasta los puramente cosméticos. De hecho, como los liposomas tienen una alta afinidad por el estrato córneo, se usan intensamente en este campo para promover la absorción de sustancias funcionales.

Respecto al campo médico y farmacéutico, sin embargo, los liposomas encuentran aplicaciones tanto en el campo terapéutico como en el diagnóstico.

En particular, la capacidad de los liposomas para aislar sus contenidos del ambiente externo es particularmente útil en la transmisión de sustancias propensas a la degradación (como, por ejemplo, proteínas y ácidos nucleicos).

Al mismo tiempo, los liposomas pueden explotarse con el propósito de reducir la toxicidad de ciertos medicamentos: este es el caso, por ejemplo, de la doxorubicina, un medicamento antitumoral que está indicado en los carcinomas de ovario y próstata, que se encapsula en liposomas de circulación larga. ha cambiado considerablemente su farmacocinética, así como también ha mejorado el nivel de eficacia y toxicidad.

clasificación

Clasificación y tipos de liposomas

La clasificación de los liposomas se puede realizar de acuerdo con diferentes criterios, tales como: tamaño, estructura (número de capas dobles de lípidos de las que se compone el liposoma) y el método de preparación adoptado (esta última clasificación, sin embargo, no se considerará en la curso del artículo).

A continuación, se describen brevemente estas clasificaciones y los principales tipos de liposomas.

Clasificación basada en criterios estructurales y dimensionales.

Sobre la base de la estructura y el número de capas de fosfolípidos dobles de las que está equipada cada vesícula, es posible dividir los liposomas en:

Liposomas unilamelares

Los liposomas unilamelares consisten en una sola capa doble de fosfolípido que contiene un núcleo hidrófilo.

Dependiendo de su tamaño, los liposomas unilamelares se pueden clasificar en:

  • Pequeñas vesículas unilamelares o SUV ( pequeñas vesículas unilamelares ) cuyo diámetro puede variar de 20 nm a 100 nm;
  • Vesículas unilamelares grandes o LUV ( vesículas unilamelares grandes ) cuyo diámetro puede variar desde 100 nm hasta 1 μm;
  • Vesículas unilamelares gigantes o GUV ( vesículas unilamelares gigantes ) cuyo diámetro es superior a 1 μm.

Liposomas multilamelares

Los liposomas multilamelares o MLV ( vesículas multilamelares ) son más complejos, porque se caracterizan por la presencia concéntrica de varias capas lipídicas (generalmente más de cinco), separadas por fases acuosas (estructura de piel de cebolla). Para esta característica particular, los liposomas multilamelares alcanzan diámetros entre 500 y 10.000 nm. Con esta técnica es posible encapsular un mayor número de ingredientes activos tanto lipófilos como hidrófilos.

Los llamados liposomas oligolamelares o OLV ( Vesículas oligoelmelares ) también pertenecen al grupo de los liposomas multilamelares, siempre constituidos por una serie de capas fosfolipídicas dobles concéntricas, pero menos que los liposomas multilamelares "apropiados".

Liposomas multivesciculares

Los liposomas multivesiculares o MVV ( vesículas multivesiculares ) se caracterizan por la presencia de una doble capa fosfolipídica en la que se encierran otros liposomas que, sin embargo, no son concéntricos como en el caso de los liposomas multilamelares.

Otras clasificaciones

Además de lo que se ha visto hasta ahora, es posible adoptar otro sistema de clasificación que divide los liposomas en:

  • Liposomas sensibles al pH : vesículas que liberan su contenido en ambientes ligeramente ácidos. De hecho, a pH 6.5 los lípidos que los constituyen protonan y promueven la liberación del fármaco. Esta característica es útil porque muy a menudo a nivel de las masas tumorales hay una disminución significativa del pH, debido al tejido necrótico que se está formando con el crecimiento del tumor.
  • Liposomas termosensibles : liberan su contenido a una temperatura crítica (generalmente alrededor de 38-39 ° C). Con este fin, después de la administración de los liposomas, el área se calienta donde está presente la masa tumoral, por ejemplo mediante ultrasonido.
  • Inmunoliposomas : liberan su contenido cuando entran en contacto con una célula que tiene un antígeno específico.

Ventajas y desventajas

Principales ventajas y desventajas de los liposomas

El uso de liposomas tiene una serie de ventajas no indiferentes, tales como:

  • Los constituyentes de las capas de fosfolípidos externos son biocompatibles, por lo que no causan efectos tóxicos o alérgicos no deseados;
  • Pueden incorporar moléculas hidrófilas y lipófilas en los tejidos diana;
  • Las sustancias transportadas están protegidas por la acción de enzimas (proteasas, nucleasas) o ambientes desnaturalizantes (pH);
  • Son capaces de reducir la toxicidad de los agentes tóxicos o irritantes;
  • Se pueden administrar por diferentes vías (oral, parenteral, tópica, etc.);
  • Se pueden sintetizar de tal manera que aumenten su afinidad por sitios diana particulares (proteínas, tejidos, células, etc.);
  • Son biodegradables, libres de toxicidad y actualmente se pueden preparar a gran escala.

La principal desventaja de los liposomas, sin embargo, está relacionada con la inestabilidad, porque debido a su estructura, son particularmente propensos a sufrir degradación oxidativa. Para superar este problema y facilitar su conservación, los liposomas pueden someterse a procesos de liofilización. Sin embargo, la reconstitución de estos sistemas, así como su manejo y uso, requieren habilidades específicas. Además, los altos costos de producción se suman a todo esto.