Cuáles son
Los liposomas son estructuras vesiculares cerradas cuyas dimensiones pueden variar desde 20-25 nm hasta 2,5 μm (es decir, 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 que contiene material en la fase acuosa. Además, la fase acuosa también está presente fuera de los liposomas.
El interés por este descubrimiento fue inmediatamente elevado, especialmente en el campo médico-farmacéutico, como era de esperar, desde la década de 1970 los liposomas se han utilizado, en forma experimental, como portadores de fármacos. Poco a poco, los investigadores han aprendido a refinar las características de los liposomas, de manera que sean capaces de ejercer el efecto terapéutico deseado.
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 tienen una estructura que se caracteriza por la presencia de una o más capas dobles de lípidos anfifílicos. En detalle, estas dobles capas están compuestas principalmente por moléculas de fosfolípidos: las de la capa más externa se colocan regularmente una al lado de la otra y exponen su cabeza polar (porción hidrofílica de la molécula) hacia el ambiente acuoso que las rodea; la cola apolar (hidrofóbica parte de la molécula), en cambio, está orientada hacia adentro, donde se entrelaza con la de la segunda capa lipídica, que tiene una organización especular con la anterior. En la capa interna de fosfolípidos, de hecho, las cabezas polares están giradas hacia el ambiente acuoso contenido en la cavidad del liposoma.
Gracias a esta estructura particular, los liposomas pueden permanecer sumergidos en una fase acuosa, albergando simultáneamente un contenido acuoso en el que se pueden dispersar principios activos u otras moléculas.
Al mismo tiempo, gracias a la doble capa de fosfolípidos, se evita la entrada y salida de moléculas de agua o moléculas polares, aislando eficazmente el contenido del liposoma (que no puede modificarse por la entrada o salida de agua o solutos polares).
Niosomas
Los niosomas (Liposomas no iónicos) son liposomas particulares cuya estructura es diferente de los liposomas "clásicos". De hecho, en los niosomas, las capas de fosfolípidos son reemplazadas por lípidos anfifílicos no iónicos sintéticos, generalmente agregados al colesterol. Los niosomas tienen dimensiones inferiores a 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 la que estén dotadas estas vesículas. Las capas externas, de hecho, tienen una notable afinidad por las membranas plasmáticas, cuya composición es muy similar (fosfolípidos naturales como fosfatidilcolina, fosfatidiletanolamina y ésteres de colesterol).
De esta manera, las sustancias solubles en agua contenidas dentro de las microesferas liposomales se pueden transportar fácilmente al interior de las células.
Al mismo tiempo, el liposoma también puede incorporar moléculas lipofílicas farmacológicamente activas en su bicapa exterior de fosfolípidos.
Además, como se mencionó, se pueden mejorar las características de los liposomas para adaptar las vesículas a las más variadas necesidades. Para ello es necesario intervenir realizando cambios estructurales de diversa índole en función del objetivo que se persiga: por ejemplo, el problema relativo a la inestabilidad de los fosfolípidos (alta tendencia a la oxidación), se puede solucionar mediante hidrogenación parcial, adición de un antioxidante (alfa-tocoferol) o recurriendo a la liofilización (proliposomas), lo que permite preservar la estabilidad de las vesículas durante un tiempo muy prolongado.
Además, la bicapa lipídica se puede construir de tal manera que aumente la unión a ciertos tipos de células, por ejemplo a través de anticuerpos, lípidos o carbohidratos. De igual forma, la afinidad de los liposomas por un tejido dado se puede modificar variando su composición y carga eléctrica (añadiendo estearilamina o fosfatidilserina para obtener vesículas cargadas positivamente; mientras que con dicetilfosfato se obtienen cargas negativas), lo que aumenta la concentración del fármaco en el órgano diana.
Por último, para aumentar la "vida media de los liposomas, es posible modificar su superficie conjugando moléculas de polietilenglicol (PEG) a la bicapa lipídica, produciendo los llamados" liposomas Stealth ". Un tratamiento farmacológico contra el cáncer aprobado por la FDA utiliza su propios liposomas recubiertos con PEG, portadores de doxorrubicina Como se indicó anteriormente, este recubrimiento aumenta significativamente la vida media de los liposomas, que se concentran gradualmente en las células cancerosas que penetran en los capilares del tumor; estos, de hecho, al ser de reciente formación, son más permeables que los de 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.
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 farmacéutico hasta el puramente cosmético. De hecho, dado que los liposomas tienen una alta afinidad por el estrato córneo, se utilizan intensamente en este campo para favorecer la absorción cutánea de sustancias funcionales.
En lo que respecta al campo médico y farmacéutico, por otro lado, los liposomas encuentran aplicaciones tanto en el campo terapéutico como en el diagnóstico.
En particular, la capacidad de los liposomas para aislar su contenido del entorno externo es particularmente útil en el transporte de sustancias propensas a degradarse (como, por ejemplo, proteínas y ácidos nucleicos).
Al mismo tiempo, los liposomas se pueden aprovechar para reducir la toxicidad de algunos fármacos: este es el caso, por ejemplo, de la doxorrubicina, un fármaco anticanceroso indicado en el cáncer de ovario y de próstata, que está encapsulado en liposomas de larga circulación. .su farmacocinética se ha modificado considerablemente, así como el grado de eficacia y toxicidad.
Clasificación
Clasificación y tipos de liposomas
La clasificación de los liposomas se puede realizar en base a varios criterios, tales como: tamaño, estructura (número de bicapas lipídicas de las que se compone el liposoma) y el método de preparación adoptado (esta última clasificación, sin embargo, no será considerada en el transcurso del artículo).
A continuación, se describirán brevemente estas clasificaciones y los principales tipos de liposomas.
Clasificación basada en criterios estructurales y dimensionales
Según la estructura y el número de bicapas de fosfolípidos que tiene cada vesícula, es posible dividir los liposomas en:
Liposomas unilaminares
Los liposomas unilaminares consisten en una única bicapa de fosfolípidos que encierra un núcleo hidrófilo.
Dependiendo de su tamaño, los liposomas unilaminares se pueden clasificar en:
- Pequeñas vesículas unilaminares o SUV (Pequeñas vesículas unilaminares) cuyo diámetro puede variar de 20 nm a 100 nm;
- Vesículas unilaminares grandes o LUV (Vesículas unilaminares grandes) cuyo diámetro puede variar desde 100 nm hasta 1 µm;
- Vesículas unilaminares gigantes o GUV (Vesículas unilaminares gigantes) cuyo diámetro sea superior a 1 μm.
Liposomas multilaminares
Liposomas multilaminares o MLV (Vesículas multilaminares) son más complejas, porque se caracterizan por la presencia concéntrica de varias capas lipídicas (generalmente más de cinco), separadas entre sí por fases acuosas (estructura de piel de cebolla). Debido a esta característica particular, los liposomas multilaminares alcanzan diámetros entre 500 y 10,000 nm. Con esta técnica es posible encapsular un mayor número de principios activos tanto lipófilos como hidrófilos.
Los denominados liposomas oligolamelares o OLV también pertenecen al grupo de los liposomas multilaminares (Vesículas oligolamelares), siempre formada por una serie de dobles capas de fosfolípidos concéntricos, pero de menor número que los liposomas multilaminares "propios".
Liposomas multivesiculares
Liposomas multivesiculares o MVV (Vesículas MultiVesiculares) se caracterizan por la presencia de una bicapa de fosfolípidos en cuyo interior se encierran otros liposomas que, sin embargo, no son concéntricos como en el caso de los liposomas multilaminares.
Otras clasificaciones
Además de lo visto hasta ahora, es posible adoptar otro sistema de clasificación que divida los liposomas en:
- Liposomas sensibles al PH: son vesículas que liberan su contenido en ambientes ligeramente ácidos. De hecho, a pH 6,5 los lípidos que los constituyen protonan y favorecen 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). Para ello, tras la administración de los liposomas, se calienta la zona donde está presente la masa tumoral, por ejemplo mediante ultrasonidos.
- 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 importantes, como:
- Los componentes de las capas de fosfolípidos externos son biocompatibles, por lo que no provocan efectos tóxicos o alérgicos no deseados;
- Son capaces de incorporar y transportar moléculas tanto hidrófilas como lipófilas en los tejidos diana;
- Las sustancias transportadas están protegidas por la acción de enzimas (proteasas, nucleasas) o por ambientes desnaturalizantes (pH);
- Son capaces de reducir la toxicidad de agentes tóxicos o irritantes;
- Pueden administrarse por diferentes vías (oral, parenteral, tópica, etc.);
- Pueden sintetizarse de tal manera que aumenten su afinidad por determinados sitios diana (proteínas, tejidos, células, etc.);
- Son biodegradables, no tóxicos y actualmente se pueden preparar a gran escala.
