الجسيمات الشحمية

ما هم؟

الليبوزومات هي عبارة عن هياكل حويصلية مغلقة يمكن أن تتباين أبعادها من 20-25 نانومتر حتى 2.5 ميكرومتر (أو 2500 نيوتن متر). يتميز هيكلها (الذي يشبه إلى حد كبير الأغشية الخلوية) بوجود طبقة مزدوجة أو أكثر من الدهون الدهنية التي تحدد جزيء ماء فيه مادة في الطور المائي. علاوة على ذلك ، فإن المرحلة المائية موجودة أيضًا خارج الليبوزومات.

تم اكتشاف الجسيمات الشحمية بطريقة عشوائية تمامًا في أوائل الستينيات من قِبَل أخصائي أمراض الدم الإنجليزي أليك بانغهام أثناء تجربة مجهر إلكتروني تم إجراؤه مع زميله آر دبليو هورن.

كان الاهتمام بهذا الاكتشاف مرتفعًا على الفور ، خاصةً في مجال المستحضرات الطبية الصيدلانية. ليس عن طريق الصدفة ، حيث تم استخدام الجسيمات الشحمية 70s ، تجريبيا ، كمركبات مخدرات. وقد تعلم الباحثون شيئًا فشيئًا تحسين خصائص الليبوزومات بطريقة تجعلهم قادرين على التأثير العلاجي المطلوب.

الأبحاث في هذا المجال كانت ولا تزال شديدة للغاية ، لذلك ليس من المستغرب أن يتم استخدام الليبوزومات حاليا كنظم فعالة لتوصيل الدواء.

هيكل

هيكل وخصائص الليبوزومات

كما ذكرنا ، تتمتع الليبوزومات ببنية تتميز بوجود طبقة مزدوجة أو أكثر من الدهون الدهنية. بالتفصيل ، تتشكل هذه الطبقات المزدوجة بشكل أساسي من جزيئات phospholipidic: وتوضع تلك الطبقة الخارجية بشكل منتظم جنبًا إلى جنب وتكشف رأسها القطبي (جزء ماء من الجزيء) إلى البيئة المائية المحيطة ؛ بدلاً من ذلك ، يتحول الذيل الأنسوجي (جزء مسعور من الجزيء) إلى الداخل ، حيث يتشابك مع ذيل طبقة الشحوم الثانية ، التي تحتوي على منظمة تعكس الصورة السابقة. في الطبقة phospholipidic الداخلية ، في الواقع ، يتم توجيه الرؤوس القطبية نحو البيئة المائية الواردة في تجويف الحويصلية.

وبفضل هذا التركيب المعين ، يمكن أن تظل الجسيمات الشحمية مغمورة في مرحلة مائية بينما تستضيف في نفس الوقت محتوى مائيًا يمكن أن تنتشر فيه المكونات النشطة أو الجزيئات الأخرى.

في نفس الوقت - بفضل طبقة phospholipidic المزدوجة - يتم منع دخول وخروج جزيئات الماء أو في أي حالة من الجزيئات القطبية ، ويعزل بشكل فعال محتوى الليبوزوم (الذي لا يمكن تعديله عن طريق الدخول أو الخروج من الماء أو الذوبان القطبي).

niosomes

النيصومات ( الليبوزومات غير الأيونية ) هي جسيمات ليفيومية خاصة يختلف هيكلها مقارنة بالليبوسومات "الكلاسيكية". في الواقع ، في niosomes يتم استبدال طبقات phospholipidic بواسطة الدهون amphiphilic الاصطناعية غير الأيونية ، وعادة ما تضاف إلى الكولسترول. النيصومات أصغر من 200 نانومتر ، وهي مستقرة جدا ولها خصائص غريبة مختلفة - من بين أمور أخرى - تجعلها مناسبة جدا للاستخدام الموضعي.

ملامح

تعتمد خصائص الليبوزومات على البنية النموذجية لهذه الحويصلات. في الواقع ، الطبقات الخارجية لها صلة ملحوظة بأغشية البلازما ، والتي تتبعها تقريبًا التركيب (الفوسفوليبيد الطبيعي مثل فوسفاتيديل كولين ، فسفاتيديل إيثانول أمين واسترات الكوليسترول).

بهذه الطريقة ، يمكن نقل المواد القابلة للذوبان في الماء الموجودة داخل المجهرية الليبوزومية بسهولة في الخلايا.

في الوقت نفسه ، يمكن أن يدمج الجسيمات الشحمية جزيئات شحمية نشطة دوائيًا في طبقة فسفوليبيديك المزدوجة الخارجية.

علاوة على ذلك ، كما ذكرنا ، يمكن تحسين خصائص الليبوزومات من أجل تكييف الحويصلات مع أكثر الاحتياجات تنوعا. للقيام بذلك ، من الضروري التدخل عن طريق إجراء تغييرات هيكلية ذات طبيعة مختلفة اعتمادًا على الهدف المطلوب تحقيقه: على سبيل المثال ، يمكن حل المشكلة المتعلقة بعدم ثبات phospholipids (الميل إلى الأكسدة) ، عن طريق الهدرجة الجزئية ، وأضاف من مضادات الأكسدة (ألفا tocopherol) أو باستخدام lyophilization (proliposomes) ، والذي يسمح للحفاظ على استقرار الحويصلات لفترة طويلة جدا.

علاوة على ذلك ، يمكن بناء الطبقة المزدوجة الدهنية بطريقة تزيد من الارتباط لأنواع معينة من الخلايا ، على سبيل المثال عن طريق الأجسام المضادة أو الدهون أو الكربوهيدرات. وبالمثل ، يمكن تعديل تقارب الجسيمات الشحمية لنسيج معين عن طريق تغيير التركيب والشحنة الكهربائية (يتم الحصول على إضافة حويصلات الستيرول أمين أو فوسفتيديلسيرين بشحنة موجبة ، في حين يتم الحصول على الشحنات السالبة باستخدام فوسفات الدهشيلية) ، تركيز الدواء في العضو المستهدف.

وأخيرًا ، لزيادة عمر النصف من الليبوزومات ، يمكن تعديل سطحه عن طريق تصريف جزيئات البولي إيثيلين جلايكول (PEG) إلى الطبقة الدهنية المزدوجة ، مما ينتج ما يسمى بـ " ليبوسومات الشبح ". يستخدم العلاج المضاد للأورام الذي تمت الموافقة عليه من قبل إدارة الأغذية والأدوية FDA الليبوزومات المطلية بـ PEG والتي تحمل دوكسوروبيسين. كما ذكر أعلاه ، فإن هذا الطلاء يزيد بشكل كبير من عمر النصف من الليبوزومات ، التي تركز بشكل تدريجي في الخلايا السرطانية التي تتخلل الشعيرات الدموية للورم. في الواقع ، لأنها شكلت في الآونة الأخيرة ، فهي أكثر نفاذية من تلك الأنسجة السليمة ، وعلى هذا النحو أنها تسمح ليكوموزومات تتراكم في الأنسجة الورمية وإطلاق المكونات النشطة السامة لخلايا السرطان هنا.

الاستخدامات

استخدامات وتطبيقات الليبوزومات

بفضل خصائصها وهياكلها الخاصة ، يتم استخدام الليبوزومات في مختلف المجالات: من الأدوية والمستحضرات الصيدلانية إلى مستحضرات التجميل البحتة. في الواقع ، بما أن الليبوزومات لها صلة عالية بالطبقة القرنية ، فهي تستخدم بكثافة في هذا المجال لتعزيز امتصاص المواد الوظيفية.

فيما يتعلق بمجال الطب والدواء ، فإن الليبوزومات تجد تطبيقات في كل من المجالات العلاجية والتشخيصية.

على وجه الخصوص ، قدرة الليبوزومات على عزل محتوياتها من البيئة الخارجية مفيدة بشكل خاص في نقل المواد المعرضة للتدهور (مثل ، على سبيل المثال ، البروتينات والأحماض النووية).

في الوقت نفسه ، يمكن استغلال الليبوزومات بغرض الحد من سمية بعض الأدوية: هذه هي الحالة ، على سبيل المثال ، من دوكسوروبيسين - وهو دواء مضاد للورم يُشار إليه في سرطان المبيض وسرطان البروستات - وهو مغلف في الليبوزومات المنتشرة منذ فترة طويلة. تغيرت بشكل كبير الدوائية ، وكذلك تحسين مستوى الفعالية والسمية.

تصنيف

تصنيف وأنواع الليبوزومات

يمكن إجراء تصنيف الليبوزومات وفقاً لمعايير مختلفة ، مثل: الحجم ، التركيب (عدد الطبقات المزدوجة الشحمية التي يتكون منها الليبوزوم) وطريقة الإعداد المعتمدة (ومع ذلك ، لن يتم النظر في التصنيف الأخير في بالطبع من المادة).

أدناه ، سيتم وصف هذه التصنيفات والأنواع الرئيسية من الجسيمات الشحمية لفترة وجيزة.

التصنيف يعتمد على المعايير الهيكلية والأبعاد

بناءً على التركيب وعدد الطبقات المزدوجة من الفوسفوليبيد التي تم تجهيز كل حويصلة بها ، يمكن تقسيم الجسيمات الشحمية إلى:

الليبوزومات unilamellar

تتكون الجسيمات الشحمية أحادية اللاميل من طبقة مزدوجة فوسفورية مزدوجة تحتوي على قلب مائي.

اعتمادا على حجمها ، يمكن تصنيف الجسيمات الشحمية غير الميلامية إلى:

• الحويصلات الصغيرة غير المنيعة أو SUVs ( الحويصلات الصغيرة الحزامية ) التي يتراوح قطرها من 20 نانومتر إلى 100 نانومتر ؛
• حويصلات كبيرة أحادية الحبة أو حويصلات LUVs ( حويصلات كبيرة أحادية الحلقة ) يمكن أن يتراوح قطرها من 100 نانومتر حتى 1 ميكرومتر ؛
• الحويصلات غير الميلامية العملاقة أو GUV ( Giants Unilamellar Vesicles ) التي يزيد قطرها عن 1 ميكرومتر.

الجسيمات الشحمية المتعددة

تكون الجسيمات الشحمية متعددة الأجسام أو MLV ( الحويصلات متعددة الطبقات ) أكثر تعقيدًا ، لأنها تتميز بوجود متحد المركز لطبقات لبدبية مختلفة (أكثر من خمس طبقات بشكل عام) ، مفصولة بمراحل مائية (بنية بالبشرة). لهذه الخاصية المميزة ، تصل الجسيمات الشحمية متعددة الطبقات إلى أقطار تتراوح بين 500 و 10000 نانومتر. باستخدام هذه التقنية ، يمكن تغليف عدد أكبر من المكونات النشطة للدهون والماء.

وتسمى أيضا الجسيمات الشحمية oligolamellar أو OLV ( OligoLamellar Vesicles ) أيضًا بمجموعة الليبوزومات متعددة الأجسام ، والتي تتكون دائمًا من سلسلة من طبقات الفوسفوليبيد المزدوجة المتداخلة ، ولكنها أقل من الليبوزومات متعددة الأشكال "المناسبة".

الجسيمات الشحمية متعددة الوصلات

تتصف الجسيمات الشحمية متعددة الحويصلات ( MVVs ) متعددة الحويصلات ( VVVicular ) بوجود طبقة phospholipidic مزدوجة تكون فيها الجسيمات الشحمية الأخرى مغلقة ، لكنها غير متحدة المركز كما في حالة الجسيمات الشحمية متعددة الأجسام.

تصنيفات أخرى

بالإضافة إلى ما تم رؤيته حتى الآن ، يمكن اعتماد نظام تصنيف آخر يقسم الجسيمات الشحمية إلى:

• الليبوزومات الحساسة للـ PH : حويصلات تطلق محتوياتها في بيئات حمضية قليلاً. في الواقع ، عند درجة الحموضة 6.5 الدهون التي تشكل لهم بروتيت وتشجيع الافراج عن المخدرات. هذه الميزة مفيدة لأنه في كثير من الأحيان على مستوى كتل الورم هناك انخفاض كبير في درجة الحموضة ، ويرجع ذلك إلى الأنسجة الميتة التي تتشكل مع نمو الورم.
• الجسيمات الشحمية الحساسة للحرارة : تطلق محتوياتها عند درجة حرارة حرجة (حوالي 38-39 درجة مئوية). تحقيقا لهذه الغاية ، بعد إعطاء الجسيمات الشحمية ، يتم تسخين المنطقة حيث توجد كتلة الورم ، على سبيل المثال عن طريق الموجات فوق الصوتية.
• Immunoliposomes : تحرير محتوياتها عندما تتلامس مع خلية لديها مستضد محدد.

مزايا وعيوب

المزايا الرئيسية وعيوب الليبوزومات

استخدام الليبوزومات له عدد من المزايا غير المكشوفة ، مثل:

• مكونات طبقات الفوسفوليبيد الخارجية متوافقة حيويا ، لذلك فهي لا تسبب تأثيرات سامة أو حساسية غير مرغوب فيها.
• وهم قادرون على دمج كل من جزيئات hydrophilic و lipophilic في الأنسجة المستهدفة.
• تتم حماية المواد المنقولة عن طريق عمل الإنزيمات (البروتياز ، nucleases) أو بيئات تغيير طبيعة (الرقم الهيدروجيني) ؛
• أنها قادرة على الحد من سمية العوامل السامة أو مهيجة.
• يمكن أن تدار من خلال طرق مختلفة (عن طريق الفم ، بالحقن ، موضعي ، وما إلى ذلك) ؛
• ويمكن تركيبها بطريقة تزيد من تقاربها مع مواقع مستهدفة معينة (البروتينات والأنسجة والخلايا ، وما إلى ذلك) ؛
• فهي قابلة للتحلل الحيوي ، خالية من السمية وهي قابلة للتحضير حاليًا على نطاق واسع.

ومع ذلك ، فإن العيب الرئيسي للجسيمات الشحمية يرتبط بعدم الاستقرار ، لأنه بسبب هيكلها يكون عرضة بشكل خاص للخضوع للتدهور التأكسدي. للتغلب على هذه المشكلة وتسهيل الحفاظ عليها ، يمكن أن تخضع الليبوزومات لعمليات التجفيد. ومع ذلك ، فإن إعادة تشكيل هذه الأنظمة ، فضلاً عن معالجتها واستخدامها تتطلب مهارات محددة. علاوة على ذلك ، يتم إضافة تكاليف الإنتاج المرتفعة إلى كل هذا.