SEMINARIO SUISEMINARIO SUI
LIPOSOMILIPOSOMIMODULO DI TECNICHE E MODULO DI TECNICHE E
FORME FARMACEUTICHEFORME FARMACEUTICHE
ANNO ACCADEMICO 2004ANNO ACCADEMICO 2004--20052005
UN PO’ DI STORIAUN PO’ DI STORIA
!NEGLI ANNI ’50 FRIEDMAN E COLL. PROPOSERO COME CURA DELL’ATEROSCLEROSI LA SOMMINISTRAZIONE DI DISPERSIONI
ACQUOSE SONICATE DI FOSFOLIPIDI.
!I LIPOSOMI FURONO MESSI A PUNTO NEL 1965 DA BANGHAM, CHE LI PROPOSE COME MODELLI SEMPLIFICATI DI MEMBRANE
CELLULARI.
! A PARTIRE DAGLI ANNI ’70 SI COMINCIO’ AD INTUIRE LE GRANDI POTENZIALITA’ DEI LIPOSOMI, SOPRATTUTTO IN CAMPO
TERAPEUTICO.
! OGGI VENGONO IMPIEGATI COME VETTORI DI MOLECOLE IN VARI CAMPI: INGEGNERIA GENETICA, CHEMIOTERAPIA,
IMMUNOMODULAZIONE, DIAGNOSTICA, COSMESICOSMESI E FITOCOSMESIFITOCOSMESI.
DEFINIZIONE DI DEFINIZIONE DI LIPOSOMALIPOSOMA
COL TERMINE DI LIPOSOMI SI INTENDONO DELLE VESCICOLEVESCICOLE CHIUSECHIUSE COSTITUITE DA UNO O PIU’ DOPPI DOPPI STRATI DI FOSFOLIPIDISTRATI DI FOSFOLIPIDI SEPARATI DA COMPARTIMENTI COMPARTIMENTI
ACQUOSIACQUOSI.
VESCICOLA UNILAMELLARE VESCICOLA MULTILAMELLARE
POSSIBILI APPLICAZIONI DEI POSSIBILI APPLICAZIONI DEI LIPOSOMILIPOSOMI
LE APPLICAZIONI DEI LIPOSOMI SONO MOLTEPLICI
POSSONO ESSERE USATI COME MODELLI DI MEMBRANE CELLULARIMODELLI DI MEMBRANE CELLULARI
POSSONO ESSERE UTILIZZATI PER VEICOLARE FARMACIVEICOLARE FARMACI (FARMACI DI VARIA NATURA; SI PRESTANO AD UN TARGETING SIA ATTIVO CHE
PASSIVO; RILASCIO CONTROLLATO; POSSIBILITA’ DI UTILIZZARE VARIE VIE DI SOMMINISTRAZIONE)
POSSONO ESSERE UTILIZZATI PER VEICOLARE VACCINIVEICOLARE VACCINI
POSSONO ESSERE USATI COME VETTORI NON VIRALI DI MATERIALE GENETICO (TERAPIA GENICATERAPIA GENICA)
POSSONO PERMETTERE DI MODIFICARE LA COMPOSIZIONE LIPIDICA DELLE MEMBRANE CELLULARI (TERAPIA DI SOSTITUZIONE LIPIDICATERAPIA DI SOSTITUZIONE LIPIDICA)
HANNO NUMEROSE APPLICAZIONI COSMETICHEAPPLICAZIONI COSMETICHE (APPORTO DI ACQUA, LIPIDI, SOSTANZE FUNZIONALI DI INTERESSE COSMETICO)
FOSFOGLICERIDI o FOSFOGLICERIDI o FOSFOLIPIDIFOSFOLIPIDI
QUESTA CLASSE DI LIPIDI COMPLESSI E’ INDICATA CON VARI NOMI: FOSFOLIPIDIFOSFOLIPIDI, FOSFATIDIFOSFATIDI,FOSFOGLICERIDIFOSFOGLICERIDI, GLICEROL FOSFATIDIGLICEROL FOSFATIDI.
IL NOME PIU’ COMUNEMENTE USATO PER INDICARLI E’ FOSFOLIPIDIFOSFOLIPIDI, MA BISOGNA RICORDARE CHE NON
TUTTI I LIPIDI CONTENENTI FOSFORO SONO FOSFOGLICERIDI (ES., LE SFINGOMIELINE).
I FOSFOLIPIDI SONO UNO DEI PRINCIPALI COMPONENTI DELLE MEMBRANE CELLULARI
STRUTTURA DEI STRUTTURA DEI FOSFOLIPIDIFOSFOLIPIDI
OH
OH
OH
NEI FOSFOLIPIDI UNO DEI GRUPPI OSSIDRILICI PRIMARI DEL GLICEROLO E’ ESTERIFICATO DALL’ACIDO FOSFORICO
GLI ALTRI DUE GRUPPI OSSIDRILICI SONO ESTERIFICATI DA ACIDI GRASSI (QUESTO COMPOSTO E’ L’ACIDO FOSFATIDICO)
INFINE IL GRUPPO FOSFORICO SI LEGA ALL’OH DI UN ALCOOL PER DARE UN FOSFOLIPIDEFOSFOLIPIDE
TESTE POLARI DEI TESTE POLARI DEI FOSFOGLICERIDIFOSFOGLICERIDI
ALCUNE TESTE POLARI HANNO UNA CARICA NETTA, ALTRE NO
SERINA ETANOLAMMINA COLINA
GLICEROLO INOSITOLO
LA COESISTENZA NEI FOSFOLIPIDI DI UNA TESTA POLARE CON LE CODE LIPOFILE DEGLI ACIDI GRASSI LI RENDE MOLECOLE AMFIPATICHEAMFIPATICHE.
I FOSFOLIPIDI SONO I FOSFOLIPIDI SONO MOLECOLE AMFIPATICHEMOLECOLE AMFIPATICHE
TESTA POLARE
CODA APOLARE
ACIDI GRASSI DEI ACIDI GRASSI DEI FOSFOLIPIDIFOSFOLIPIDI--11
NEI FOSFOLIPIDI LE CATENE DI ACIDI GRASSI NON SONO RAMIFICATE ED HANNO GENERALMENTE UN NUMERO PARI DI NUMERO PARI DI
ATOMI DI CARBONIOATOMI DI CARBONIO, DA 14 A 24. GLI ACIDI GRASSI A 16 E 18 ATOMI 16 E 18 ATOMI DI CARBONIODI CARBONIO SONO QUELLI PIU’ COMUNI. GLI ACIDI GRASSI
POSSONO ESSERE SATURI O INSATURISATURI O INSATURI E LA CONFIGURAZIONE AL DOPPIO LEGAME E’ PRATICAMENTE SEMPRE CIS.
ACIDI GRASSI DEI ACIDI GRASSI DEI FOSFOLIPIDIFOSFOLIPIDI--22
GLI ISOMERI TRANS HANNO PUNTI DI FUSIONE PIU’ ELEVATI DEI CORRISPONDENTI ISOMERI CIS PERCHE’ LA STRUTTURA DELLE LORO
MOLECOLE E’ PIU’ ORDINATA E CONSENTE UN MAGGIORE AVVICINAMENTO RECIPROCO E L’INSTAURARSI DI FORZE ATTRATTIVE.
UN DOPPIO LEGAME CIS COMPORTA INVECE UN RIPIEGAMENTO DELLA MOLECOLA DI CIRCA 30° CHE CREA UN OSTACOLO ALLA FORMAZIONE DI LEGAMI INTERMOLECOLARI; PERCIO’ QUESTI ISOMERI HANNO PUNTI DI
FUSIONE PIU’ BASSI.
ACIDI GRASSI DEI ACIDI GRASSI DEI FOSFOLIPIDIFOSFOLIPIDI--33
I DOPPI LEGAMI CIS NEGLI ACIDI GRASSI INSATURI PRODUCONO UN RIPIEGAMENTO NELLA CATENA IDROCARBURICA….
ACIDO STEARICO ACIDO OLEICO
ACIDI GRASSI DEI ACIDI GRASSI DEI FOSFOLIPIDIFOSFOLIPIDI--44
…ED INTERFERISCONO CON LA TENDENZA DELLE CATENE IDROCARBURICHE AD IMPACCARSI ORDINATAMENTE NELLO SPAZIO
3 MOLECOLE DI ACIDO STEARICO
(SATURO)
2 MOLECOLE DI ACIDO STEARICO ED 1 MOLECOLA
DI ACIDO OLEICO (INSATURO)
MECCANISMO DI FORMAZIONE MECCANISMO DI FORMAZIONE DEI LIPOSOMIDEI LIPOSOMI
IL MECCANISMO DI FORMAZIONE DEI LIPOSOMI E’ FACILMENTE SPIEGABILE IN BASE ALLE CARATTERISTICHE STRUTTURALI
DELLE MOLECOLE DI FOSFOLIPIDI, LE QUALI, DISPERSE IN ACQUA, ASSUMONO SPONTANEAMENTE UNA DISPOSIZIONE A BILAYERBILAYER O A DOPPIO STRATO, A DOPPIO STRATO, FORMANDO DEI FOGLIETTI CHE POI TENDONO A CHIUDERSI IN FORMAZIONI VESCICOLARI CON
UN CORE ACQUOSO CENTRALE.
CAVITA’ ACQUOSA
ASSOCIAZIONE DI ASSOCIAZIONE DI LIPIDILIPIDI
TESTA IDROFILA
MOLECOLE D’ACQUA
MOLECOLE D’ACQUA ALTAMENTE ORDINATE CHE
FORMANO UNA “GABBIA” ATTORNO ALLA CATENA ALCHILICA IDROFOBICA
LE MOLECOLE DI LIPIDI RESTANDO ISOLATE FORZEREBBERO LE
MOLECOLE D’ACQUA A RESTARE ORDINATE INTORNO AD ESSE
SE LE MOLECOLE LIPIDICHE SI AFFIANCANO
MENO MOLECOLE D’ACQUA DEVONO STARE ORDINATE (AUMENTO DI ENTROPIA)…
…E SE SI FORMA UNA MICELLA L’ENTROPIA
CRESCE ANCORA (MAGGIORE STABILITA’
DEL SISTEMA).
ORGANIZZAZIONE DELLE ORGANIZZAZIONE DELLE MOLECOLE LIPIDICHEMOLECOLE LIPIDICHE
MICELLAREMICELLARE MICELLAREMICELLAREINVERSAINVERSA
FILM MONOSTRATOFILM MONOSTRATO
DOPPIO DOPPIO STRATOSTRATO FASE GELFASE GEL INTERDIGITATAINTERDIGITATA
ESAGONALEESAGONALE RANDOMRANDOM
PARTICELLA PARTICELLA LIPIDICALIPIDICA
CUBICACUBICA
IL DOPPIO STRATO E’ SOLO UNO DEI TIPI POSSIBILI DI ORGANIZZAZIONE DELLE
MOLECOLE LIPIDICHE.
LA FIGURA RAPPRESENTA ALCUNI DEI MODI CON CUI
VARI TIPI DI MOLECOLE LIPIDICHE POSSONO
ASSOCIARSI TRA LORO IN STRUTTURE COMPLESSESTRUTTURE COMPLESSE.
LE STRUTTURE PIU’ COMUNI SONO LE MICELLEMICELLE, LE
MICELLE INVERSEMICELLE INVERSE ED I DOPPI DOPPI STRATISTRATI.
FORMAZIONE DI MICELLE FORMAZIONE DI MICELLE LIPIDICHELIPIDICHE
L’IMPACCAMENTO DI UN CERTO NUMERO DI MOLECOLE DI QUESTO TIPO PRODUCE
MICELLE LIPIDICHE, MICELLE LIPIDICHE, NELLE QUALI LE TESTE POLARI SONO DISPOSTE IN SUPERFICIE E LE CODE LIPOFILE ALL’INTERNO.
QUESTE STRUTTURE SONO TIPICHE DEI DETERGENTI E DEI
LISOFOSFOLIPIDI.
ANALIZZANDO LA STRUTTURA DELLE MOLECOLE LIPIDICHE ANFIPATICHE SI PUO’ OSSERVARE CHE LA TESTA POLARE E LA CODA LIPOFILA POSSONO OCCUPARE UNA
PORZIONE DI SPAZIO VARIABILE, CONFERENDO ALL’INTERA MOLECOLA UNA“GEOMETRIA” DI VOLTA IN VOLTA DIVERSA.
QUANDO LA TESTA IDROFILA OCCUPA UNO SPAZIO LATERALE MAGGIORE DELLA CODA LIPOFILA, LA MOLECOLA ASSUME UNA FORMA APPROSSIMATIVAMENTE
CONICA.
FORMAZIONE DI MICELLE FORMAZIONE DI MICELLE INVERSEINVERSE
QUANDO LA MOLECOLA ANFIPATICA HA UNA REGIONE IDROFOBICA MOLTO PIU’ LARGA DELLA TESTA IDROFILA, LA FORMA GENERALE RISULTANTE E’ ANCORA CONICA MA CON LA “BASE” DEL CONO RAPPRESENTATA QUESTA VOLTA DALLA PORZIONE APOLARE ED IL VERTICE RAPPRESENTATO DAL
GRUPPO IDROFILO.
LE STRUTTURE RISULTANTI
DALL’AGGREGAZIONE DI QUESTE MOLECOLE
PRENDONO IL NOME DI MICELLE INVERSEMICELLE INVERSE; SONO PRODOTTE AD ESEMPIO DA ACIDO FOSFATIDICO
pH<5 O FOSFATIDILSERINA pH<4
FORMAZIONE DI DOPPI FORMAZIONE DI DOPPI STRATISTRATI
QUANDO LA REGIONE POLARE E QUELLA IDROFOBICA HANNO DIAMETRI ALL’INCIRCA SIMILI, LE MOLECOLE
LIPIDICHE POSSONO ESSERE ASSIMILATE A DEI CILINDRI CHE POSSONO IMPACCARSI A FORMARE DOPPI STRATI
VARI FOSFOLIPIDI E LE SFINGOMIELINE POSSONO DARE QUESTO TIPO DI STRUTTURE E, IN CERTE CONDIZIONI,
VESCICOLE CON MEMBRANE A DOPPIO STRATO (LIPOSOMI)
DOPPIO STRATO DOPPIO STRATO LIPIDICOLIPIDICO
DOPPI LEGAMI
TESTE POLARI
PARTE INTERNA LIPOFILA FLUIDA
CHIUSURA DEL DOPPIO CHIUSURA DEL DOPPIO STRATOSTRATO
BISTRATO FOSFOLIPIDICO PLANARE CON I BORDI ESPOSTI ALL’ACQUA
BISTRATO FOSFOLIPIDICO CHE SI RIPIEGA PER FORMARE UN COMPARTIMENTO ACQUOSO INTERNO
STATO ENERGETICAMENTE SFAVOREVOLE
STATO ENERGETICAMENTE FAVOREVOLE
TRANSIZIONE DI FASETRANSIZIONE DI FASE--11LE MEMBRANE COSTITUITE DA FOSFOLIPIDI SONO CARATTERIZZATE
DALL’ESISTENZA DI UNA TRANSIZIONE DI FASE TERMOREVERSIBILE DETTA“TRANSIZIONE PRINCIPALE”, DURANTE LA QUALE LA MEMBRANA PASSA
DA UNA FASE ORDINATA DI “GEL” AD UNA FASE PIU’ FLUIDA E DISORDINATA “LIQUIDO-CRISTALLINA” NELLA QUALE LE MOLECOLE
HANNO PIU’ LIBERTA’ DI MOVIMENTO.
QUESTA TRANSIZIONE E’ UN PROCESSO ENDOTERMICO E SI VERIFICA IN UN INTERVALLO DI TEMPERATURA ATTORNO AD UN VALORE DETTO MAIN
TRANSITION TEMPERATURE O Tm.
TRANSIZIONE DI FASETRANSIZIONE DI FASE--22IL MOTIVO PER CUI SI VERIFICA QUESTA
TRANSIZIONE E’ CHE NELLA FASE DI “GEL” LE CATENE ACILICHE DEGLI ACIDI GRASSI SI
TROVANO NELLA LORO CONFORMAZIONE PIU’ STABILE CHE E’ QUELLA TUTTA TRANS:
IN QUESTA CONFORMAZIONE LE CATENE SONO AL MASSIMO DELLA LORO ESTENSIONE… …E FORMANO UN DOPPIO
STRATO MOLTO ORDINATO
Anti conformation
TRANSIZIONE DI FASETRANSIZIONE DI FASE--33SOTTOPONENDO I LIPIDI IN FASE “GEL” AD UN GRADUALE AUMENTO DI TEMPERATURA, ESSI
ACQUISTANO ENERGIA CHE CONSENTE LORO DI PORTARSI DALLA CONFORMAZIONE TUTTA TRANSA QUELLA GAUCHE, CHE E’ PIU’ DISORDINATA ED
OCCUPA UN VOLUME MAGGIORE.
Gauche conformations
QUANDO SI ARRIVA ALLA Tm QUASI TUTTI I LEGAMI PASSANO ALLA CONFORMAZIONE GAUCHE E IL DOPPIO STRATO DIVENTA PIU’ DISORDINATO
E PERMEABILE.
TEMPERATURA DI TEMPERATURA DI TRANSIZIONETRANSIZIONE--11
SE UN DOPPIO STRATO E’ COSTITUITO DA LIPIDI PURI LA Tm E’ UN VALORE BEN DEFINITO DI TEMPERATURA, MENTRE PER MISCELE E’ UN INTERVALLO AMPIO.
Gel
Cristalli liquidi
Temperatura
Cal
ore
asso
rbit
o
Temperatura di transizione
TEMPERATURA DI TEMPERATURA DI TRANSIZIONETRANSIZIONE--22
LA Tm DIPENDE DAL TIPO DI FOSFOLIPIDE, CIOE’ DALLA NATURA DELLA “TESTA” POLARE; DALLA LUNGHEZZA DELLE CATENE ACILICHE (LA Tm AUMENTA CON IL
NUMERO DI ATOMI DI CARBONIO); DAL NUMERO DI INSATURAZIONI (LA TmDIMINUISCE CON L’AUMENTO DEL NUMERO DI DOPPI LEGAMI).
NELLA TABELLA SOTTOSTANTE SONO RIPORTATE A TITOLO DI ESEMPIO LE Tm DI FOSFATIDILCOLINE SIMMETRICHE CONTENENTI ACIDI GRASSI DI DIVERSA
LUNGHEZZA:
PROPRIETA’ DI FOSFOLIPIDI PURI(esaminati separatamente)
18:0/18:0 PC
Transition temperature (TT)= 10°C
18:0/18:2 PE
TT = 5°C
Gel phase
Liquid Crystallinephase
Mixture of bothphases
Gel phaseLiquid
Crystalline phase
Mixture of both phases
Assorbimento di calore
Temperatura
18/0/18/2 PC ha una temperatura di transizione più bassa di 18:0/18:0 PE per la presenza dell’acido grasso insaturo
INFLUENZA DI SOSTANZE NON INFLUENZA DI SOSTANZE NON FOSFOLIPIDICHE SULLA FOSFOLIPIDICHE SULLA TTmmLA TRANSIZIONE DI FASE PUO’ ESSERE NOTEVOLMENTE INFLUENZATA
DALLA PRESENZA DI SOSTANZE NON FOSFOLIPIDICHE NEL DOPPIO STRATO.
UN CLASSICO ESEMPIO E’ RAPPRESENTATO DAL COLESTEROLO:
IL COLESTEROLO HA UNA STRUTTURA AMFIPATICA CHE GLI PERMETTE DI
INSERIRSI IN UN DOPPIO STRATO LIPIDICO CON L’OH (PARTE POLARE) ORIENTATO
VERSO LA FASE ACQUOSA ED IL GRUPPO STEROIDEO CON LA CATENA ALCHILICA
(PARTE LIPOFILA) ADIACENTE ALLE CATENE DI ACIDI GRASSI DEI FOSFOLIPIDI. IL GRUPPO OH DEL COLESTEROLO FORMA LEGAMI IDROGENO CON LE TESTE POLARI
DEI FOSFOLIPIDI.
EFFETTO DEL COLESTEROLO SUL EFFETTO DEL COLESTEROLO SUL DOPPIO STRATO LIPIDICODOPPIO STRATO LIPIDICO
IL GRUPPO STEROIDEO PLANARE DEL COLESTEROLO SI INSERISCE TRA LE CATENE DEGLI ACIDI GRASSI DEI FOSFOLIPIDI A LIVELLO DEI PRIMI DIECI ATOMI DI CARBONIO E, ESSENDO
RELATIVAMENTE RIGIDO, NE RIDUCE IL MOVIMENTO; D’ALTRA PARTE, I RESTANTI ATOMI DI CARBONIO HANNO PIU’ SPAZIO PER MUOVERSI.
A TEMPERATURE SUPERIORI ALLA Tm L’EFFETTO DEL COLESTEROLO E’ UN EFFETTO CONDENSANTE, CIOE’ VIENE RIDOTTA LA MOTILITA’ DELLE CATENE ACILICHE E QUINDI LA
FLUIDITA’ DEL DOPPIO STRATO.
A TEMPERATURE INFERIORI ALLA Tm L’EFFETTO DEL COLESTEROLO E’ FLUIDIFICANTE, CIOE’ E’ QUELLO DI IMPEDIRE
AI FOSFOLIPIDI DI INTERAGIRE TROPPO STRETTAMENTE TRA LORO. IN QUESTO CASO IL SISTEMA E’ PIU’ FLUIDO E
PERMEABILE DI QUANTO NON SAREBBE SENZA COLESTEROLO.
L’EFFETTO DEL COLESTEROLO E’ MODULANTE
CLASSIFICAZIONE DEI CLASSIFICAZIONE DEI LIPOSOMILIPOSOMI
I LIPOSOMI POSSONO ESSERE CLASSIFICATI IN BASE A:I LIPOSOMI POSSONO ESSERE CLASSIFICATI IN BASE A:
COMPOSIZIONE CHIMICACOMPOSIZIONE CHIMICA
PARAMETRI STRUTTURALIPARAMETRI STRUTTURALI
APPLICAZIONIAPPLICAZIONI
COMPOSIZIONE DEI COMPOSIZIONE DEI LIPOSOMILIPOSOMI
I LIPOSOMI SONO FONDAMENTALMENTE COSTITUITI DA FOSFOLIPIDI NATURALI O SINTETICI, MA POSSONO CONTENERE ALTRE SOSTANZE COME COLESTEROLO E POLIMERI IDROFILI
CONIUGATI AI LIPIDI.
SI POSSONO PREPARARE LIPOSOMI CARATTERIZZATI DA CARICHE POSITIVE O NEGATIVE SULLA MEMBRANA.
PER CONFERIRE CARICA POSITIVA SI POSSONO INSERIRE NEI LIPOSOMI LIPIDI COME LA STEARILAMMINA, MENTRE PER OTTENERE UNA CARICA NEGATIVA L’ACIDO FOSFATIDICO, LA
FOSFATIDILSERINA, ETC.
L’INTRODUZIONE DI CARICHE SULLA SUPERFICIE DEI LIPOSOMI PORTA DIVERSI VANTAGGI; NEL CASO DI LIPOSOMI CONTENENTI VARI DOPPI STRATI CONCENTRICI LA REPULSIONE
DOVUTA ALLE CARICHE AUMENTA LO SPAZIO TRA I BILAYERS A QUINDI AUMENTA IL VOLUME DEL COMPARTIMENTO ACQUOSO.
INOLTRE LA PRESENZA DI CARICHE SUPERFICIALI COMPORTA LA RECIPROCA REPULSIONE TRA LIPOSOMI, EVITANDO COSI’ LA LORO AGGREGAZIONE.
INFINE I LIPOSOMI CARICHI NEGATIVAMENTE TENDONO A NON INTERAGIRE CON LE PROTEINE PLASMATICHE, GENERALMENTE ANCH’ESSE CARICHE NEGATIVAMENTE.
STRUTTURA E DIMENSIONI STRUTTURA E DIMENSIONI DEI LIPOSOMIDEI LIPOSOMI
I LIPOSOMI POSSONO ANCHE ESSERE CLASSIFICATI SULLA BASE
DELLE DIMENSIONI E DELLA STRUTTURA FISICA (NUMERO DI
LAMELLE).
NELLA FIGURA SONO RIPORTATI I TIPI PIU’ COMUNI DI LIPOSOMI;
CIASCUNA LINEA SCURA RAPPRESENTA UN BILAYER
LIPIDICO.
" SUV = SMALL UNILAMELLAR VESCICLES
" LUV = LARGE UNILAMELLAR VESCICLES
" MLV = MULTI LAMELLAR VESCICLES
" MMV = MULTI VESCICULAR VESCICLES
" OLV = OLIGO LAMELLAR VESCICLES
" MLV-REV = MLV REVERSE PHASE EVAPORATION
" SPLV = STABLE PLURILAMELLAR VESCICLES
" FATMLV = FREEZING THAWING MLV
CARATTERISTICHE DEI CARATTERISTICHE DEI PRINCIPALI TIPI DI LIPOSOMIPRINCIPALI TIPI DI LIPOSOMI
MLV O VESCICOLE MULTILAMELLARI GRANDI = DIMENSIONI > 0,5 µm; DISOMOGENEE PER DIMENSIONI; FACILI DA PREPARARE; CONTENGONO
MOLTI DOPPI STRATI; INGLOBANO GRANDI QUANTITA’ DI FARMACI LIPOFILI; BUON RAPPORTO ACQUA/LIPIDI (1-4 L PER MOLE LIPIDE); STABILI;
DIREZIONANO IL FARMACO VERSO IL RES CHE LI ELIMINA RAPIDAMENTE DAL CIRCOLO.
SUV O VESCICOLE UNILAMELLARI PICCOLE = DIMENSIONI 20-100 nm; DIMENSIONI OMOGENEE; UN SOLO BISTRATO LIPIDICO;
TERMODINAMICAMENTE INSTABILI CON TENDENZA ALLA FUSIONE; BASSO RAPPORTO ACQUA/LIPIDI (0,2-2,5 L PER MOLE DI LIPIDE); LUNGA EMIVITA IN
CIRCOLO.
LUV O VESCICOLE MULTILAMELLARI GRANDI = DIMENSIONI > 0,1 µm; UN SOLO BISTRATO LIPIDICO; ALTO RAPPORTO ACQUA/LIPIDI (7 L per MOLE DI LIPIDI); UTILI PER VEICOLARE GRANDI QUANTITA’ DI FARMACI IDROFILI E DI
MACROMOLECOLE; RAPIDAMENTE ELIMINATI DAL RES.
PREPARAZIONE DEI LIPOSOMIPREPARAZIONE DEI LIPOSOMI
ESISTONO NUMEROSE TECNICHE DI PREPARAZIONENUMEROSE TECNICHE DI PREPARAZIONEDEI LIPOSOMI, DALLE QUALI DIPENDONO IL TIPO E LE
DIMENSIONI DEI LIPOSOMI OTTENUTI. TUTTE LE TECNICHE PREVEDONO PERO’ DEI PASSAGGI COMUNI:
IDRATAZIONE DEI LIPIDIIDRATAZIONE DEI LIPIDI
RIDIMENSIONAMENTO DEI LIPOSOMI OTTENUTIRIDIMENSIONAMENTO DEI LIPOSOMI OTTENUTI
ELIMINAZIONE DEL PRODOTTO NON INCAPSULATOELIMINAZIONE DEL PRODOTTO NON INCAPSULATO
CLASSIFICAZIONE DEI METODI CLASSIFICAZIONE DEI METODI DI PREPARAZIONE DEI LIPOSOMIDI PREPARAZIONE DEI LIPOSOMI
I METODI DI PREPARAZIONE DEI LIPOSOMI SI POSSONO DIVIDERE IN:
" METODI MECCANICI (VORTIZZAZIONE DI DISPERSIONI FOSFOLIPIDICHE; ESTRUSIONE ATTRAVERSO FILTRI O FRENCH PRESS; ULTRASUONI)
" METODI DI SOSTITUZIONE DI SOLVENTE ORGANICO CON ACQUA (RIMOZIONE SOLVENTE ORGANICO E IDRATAZIONE O “THIN LAYER EVAPORATION”,
REVERSE-PHASE EVAPORATION)
" METODI BASATI SULLA RIMOZIONE DI DETERGENTI (DIALISI, METODI CROMATOGRAFICI)
" METODI BASATI SULLA TRASFORMAZIONE DELLE DIMENSIONI E FUSIONE (FUSIONE SPONTANEA, FREEZE-DRYING, FREEZE-THAWING)
METODO DEL FILM O “THIN METODO DEL FILM O “THIN LAYER EVAPORATION”LAYER EVAPORATION”--11
QUESTA TECNICA E’ LA PRIMA AD ESSERE STATA DESCRITTA ED APPLICATA DA BANGHAM NEL 1965, ED E’ ANCORA OGGI UTILIZZATA. SERVE PER OTTENERE MLV E SUV.
ESSA PREVEDE INIZIALMENTE LA PREPARAZIONE DI UNA SOLUZIONE ORGANICA (SOLITAMENTE CLOROFORMIO + METANOLO IN RAPPORTO 2:1), EVENTUALMENTE
CONTENENTE IL FARMACO SE ESSO E’ LIPOSOLUBILE; LA SOLUZIONE VIENE EVAPORATA IN UN PALLONE IN MODO CHE ALLA FINE SULLE SUE PARETI SI DEPOSITA UN SOTTILE FILM
LIPIDICO.
FIGURA TRATTA DAL SITO http://www.galenotech.org/
METODO DEL FILM O “THIN METODO DEL FILM O “THIN LAYER EVAPORATION”LAYER EVAPORATION”--22
A QUESTO PUNTO IL FILM LIPIDICO VIENE IDRATATO CON UNA SOLUZIONE ACQUOSA O UN TAMPONE – EVENTUALMENTE CONTENENTE IL FARMACO SE QUESTO E’ IDROSOLUBILE –
E LA DISPERSIONE VIENE AGITATA AL VORTEX FINO A CHE NON ASSUME UN ASPETTO OMOGENEO. IL RISULTATO E’ UNA SOSPENSIONE DI MLV. SE SI VOGLIONO LE SUV SI
SOTTOPONGONO LE MLV AD UNA SONICAZIONE O AD UN PROCESSO DI ESTRUSIONE CHE NE RIDUCA LE DIMENSIONI.
FIGURA TRATTA DAL SITO http://www.galenotech.org/
PREPARAZIONE LIPOSOMI PER PREPARAZIONE LIPOSOMI PER “THIN LAYER EVAPORATION”“THIN LAYER EVAPORATION”
METODO DEL FILM O “THIN METODO DEL FILM O “THIN LAYER EVAPORATION”LAYER EVAPORATION”--33
QUESTA TECNICA PRESENTA VANTAGGI E SVANTAGGI.
I VANTAGGI CONSISTONO NELLA VERSATILITA’, NELL’ELEVATA % DI INGLOBAMENTO, E, NEL CASO DELLE SUV, OMOGENEITA’ DI DIMENSIONI.
GLI SVANTAGGI SONO LA DISOMOGENEITA’ DELLE DIMENSIONI DELLE MLV OTTENUTE, E, NEL CASO CHE SI PROCEDA FINO ALLE SUV, CONTAMINAZIONE
DA PARTE DEL MATERIALE DELLA SONDA DEL SONICATORE E IMPOSSIBILITA’ DI INCAPSULARE MACROMOLECOLE, DATE LE PICCOLE
DIMENSIONI DELLE SUV.
I PUNTI CRITICI DELLA TECNICA SONO LA TEMPERATURA DI IDRATAZIONE, LA VELOCITA’ DI VORTIZZAZIONE E LA PROCEDURA DI SONICAZIONE.
RIDIMENSIONAMENTO RIDIMENSIONAMENTO DELLE MLVDELLE MLV
MLV
ESTRUSIONE A BASSA O MEDIA PRESSIONE ATTRAVERSO PORI
DI DIMENSIONI DEFINITE
SONICAZIONE
LOCALIZZAZIONE DEL LOCALIZZAZIONE DEL FARMACO NEI LIPOSOMIFARMACO NEI LIPOSOMI
I LIPOSOMI POSSONO INCAPSULARE VARI TIPI DI
SOSTANZE BIOLOGICAMENTE ATTIVE:
SOSTANZE IDROSOLUBILI NEI COMPARTIMENTI ACQUOSI
SOSTANZE LIPOSOLUBILI TRA I LIPIDI DEI DOPPI STRATI
SOSTANZE ANFIPATICHE LA CUI PARTE LIPOFILA SI
COLLOCA DENTRO IL BILAYER E LA PARTE IDROFILA
SPORGE IN UN COMPERTIMENTO ACQUOSO
CLASSIFICAZIONE DEI LIPOSOMI CLASSIFICAZIONE DEI LIPOSOMI IN BASE ALL’APPLICAZIONEIN BASE ALL’APPLICAZIONE
! LIPOSOMI CONVENZIONALI (TARGETING MACROFAGICO, DEPOT TOPICO, VACCINAZIONE)
! LIPOSOMI “STEALTH” (TARGETING SELETTIVO IN DETERMINATI DISTRETTI CORPOREI)
! IMMUNOLIPOSOMI (ORGANO- E/O
ORGANOSPECIFICI)
! LIPOSOMI CATIONICI (TERAPIA GENICA, VEICOLANO GENI O FRAMMENTI DI DNA)
VIE DI SOMMINISTRAZIONE VIE DI SOMMINISTRAZIONE DEI LIPOSOMIDEI LIPOSOMI
LE VIE DI SOMMINISTRAZIONE DEI LIPOSOMI SONO VARIE:
! VIA ORALE
! VIA SISTEMICA (E.V., I.M., S.C., INTRARTERIOSA, INTRAPERITONEALE)
! VIA TOPICA (DERMICA/TRANSDERMICA, OCULARE, POLMONARE)
INTERAZIONE INTERAZIONE LIPOSOMILIPOSOMI--CELLULE CELLULE
I LIPOSOMI POSSONO:
! SCAMBIARE O TRESFERIRE LIPIDI CON LE MEMBRANE CELLULARI O CON ALTRI AGGREGATI LIPIDICI (ES., LIPOPROTEINE
DEL SIERO)
! ADSORBIRSI ALLE CELLULE (LIBERANDO IL CONTENUTO DENTRO LE
CELLULE, PERDENDO IL CONTENUTO NELL’AMBIENTE EXTRACELLULARE,
SCAMBIANDO LIPIDI CON LA MEMBRANA)
! FONDERSI CON LA MEMBRANA CELLULARE
! SUBIRE ENDOCITOSI (INTERNALIZZAZIONE DEL LIPOSOMA
INTATTO)
UTILIZZO TERAPEUTICO DEI UTILIZZO TERAPEUTICO DEI LIPOSOMILIPOSOMI
MOLTI PREPARATI A BASE DI LIPOSOMI SONO IN FASE CLINICA ED A ALCUNI SONO GIA’ IN COMMERCIO.
LE PRINCIPALI APPLICAZIONI TERAPEUTICHE DEI LIPOSOMI RIGUARDANO:
# DIAGNOSTICA (LIPOSOMI CONTENENTI COMPOSTI RADIOMARCATI CON 111In O CON 99Tc PER EVIDENZIARE TUMORI)
# TRATTAMENTO MALATTIE ENZIMATICHE (LIPOSOMI CONTENENTI BETA-GLUCOSIDASI PER IL TRATTAMENTO DELLA MALATTIA DI GAUCHER TIPO I)
# TERAPIA ANTIMICOTICA (LIPOSOMI CONTENENTI ANFOTERICINA B; AMBISOMER)
# TERAPIA ANTITUMORALE (DAUNORUBICINA, DOXORUBICINA; DOXILR, DAUNOXOMER)
# VACCINI (ES., VACCINO ANTI-EPATITE A, EPAXALR)
# TERAPIA ANTIALLERGICA (ES., SOMMINISTRAZIONE DI AEROSOL CONTENENTI METAPROTERENOLO)
# TERAPIA TOPICA (ES., TERAPIA ANTIFUNGINA TOPICA CON ECONAZOLO, PEVARYLR LIPOGEL
# TERAPIA GENICA (LIPOSOMI CATIONICI COME VETTORI DI GENI O PLASMIDI ALTERNATIVI AI VETTORI VIRALI)
POTENZIALI APPLICAZIONI POTENZIALI APPLICAZIONI TERAPEUTICHE DEI TERAPEUTICHE DEI
LIPOSOMILIPOSOMISOMMINISTRAZIONE DI
FARMACIPER VIA CUTANEA,
POLMONARE, ORALE (ANTIBIOTICI, ANTITUMORALI)
VACCINI, CITOCHINE ENDOGENE (IFN,TNF), PRODOTTI ESOGENI
(LPS)
IMMUNOSTIMOLAZIONE IMMUNOMODULAZIONE
PLASMIDI A DNA, OLIGONUCLEOTIDI ANTISENSO
TERAPIA GENICA
DIAGNOSTICI
PREPARAZIONI LIPOSOMIALI PREPARAZIONI LIPOSOMIALI PRESENTI IN COMMERCIOPRESENTI IN COMMERCIO
AMBISOME® ANFOTERICINA B
DAUNOXOME® DAUNORUBICINA
DOXIL® DOXORUBICINA
DEPOCIT® CITARABINA
VIRUS EPATITE A (INATTIVATO)EPAXAL-BERNA®
AMBISOMEAMBISOME®®
AMBISOME® INIETTABILE E’ UN PRODOTTO LIOFILIZZATO, STERILE E APIROGENO DESTINATO AD INFUSIONE ENDOVENOSA. E’ COSTITUITO DA LIPOSOMI UNILAMELLARI
DI DIAMETRO <100 nm (SUV) CONTENENTI AMFOTERICINA B, UN FARMACO ANTIFUNGINO, INTERCALATA TRA I LIPIDI DEL DOPPIO STRATO.
AMFOTERICINA B
L’AMFOTERICINA B E’ UN FARMACO MOLTO UTILE NEL
TRATTAMENTO DELLE INFEZIONI FUNGINE SISTEMICHE, MA E’
MOLTO TOSSICO, SOPRATTUTTO A LIVELLO RENALE.
L’AMBISOME® E’ ATTIVO MA PRESENTA MINORI EFFETTI TOSSICI RISPETTO ALLE PREPARAZIONI INIETTABILI TRADIZIONALI DI
AMFOTERICINA.
DAUNOXOMEDAUNOXOME®®
DAUNOXOME® E’ UNA SOLUZIONE DI DAUNORUBICINA INCAPSULATA IN LIPOSOMI UNILAMELLARI DI 60-80 nm DI DIAMETRO.
DAUNOXOME® SI E’ DIMOSTRATO UTILE NELLA TERAPIA DEL SARCOMA DI
KAPOSI IN PERSONE AFFETTE DA AIDS.DAUNORUBICINA
DOXILDOXIL®®
DOXIL® CONTIENE UNA SOLUZIONE DI DOXORUBUCINA INCAPSULATA IN LIPOSOMI STEALTH®.
SI E’ RIVELATO MOLTO EFFICACE NEL SARCOMA DI KAPOSI, NEL TUMORE OVARICO, NEI TUMORI POLMONARI, NEL TUMORE MAMMARIO METASTATICO.
EPAXALEPAXAL--BERNABERNA®®
E’ UN VACCINO CONTRO L’EPATITE A, IN CUI SIA I VIRIONI DELL’EPATITE A CHE COMPONENTI SUPERFICIALI DEL VIRUS DELL’INFLUENZA –
EMAGGLUTININA E NEURAMINIDASI - SONO ANCORATI ALLA MEMBRANA FOSFOLIPIDICA DI UN LIPOSOMA.
MECCANISMO D’AZIONE DELL’MECCANISMO D’AZIONE DELL’EPAXALEPAXAL--BERNABERNA®®
I VIROSOMI VENGONO INTERNALIZZATI PER
ENDOCITOSI, COME IL VIRUS INFLUENZALE.
GLI ANTIGENI SPECIFICI VENGONO PRESENTATI ALLE
CELLULE IMMUNOCOMPETENTI CHE RISULTANO STIMOLATE.
LIPOSOMI COME VETTORI LIPOSOMI COME VETTORI DI DNADI DNA
IL DNA “NUDO” DIFFICILMENTE PUO’ ENTRARE NELLE CELLULE TUMORALI O IN ALTRE CELLULE SOMATICHE; INFATTI E’ UNA MOLECOLA MOLTO POLARE,
CARICA NEGATIVAMENTE E NON PASSA ATTRAVERSO LA MEMBRANA CELLULARE. SI POSSONO USARE COME VETTORI DI DNA DEI VIRUS, COME RETROVIRUS O ADENOVIRUS, OPPURE DEI COMPLESSI FORMATI DA DNA E
LIPIDI CATIONICI.
LIPOSOMI IN COSMESI LIPOSOMI IN COSMESI FUNZIONALEFUNZIONALE
LIPOSOMI DI OLENIACZ: OLENIACZ E’ STATO IL PRIMO AUTORE A BREVETTARE L’IMPIEGO COSMETOLOGICO DI UNA PREPARAZIONE IN LIPOSOMI USANDO TALE
DENOMINAZIONE (1976). QUESTI LIPOSOMI ERANO COSTITUITI DA LECITINA DI SOIA:DIACILFOSFATO:COLESTEROLO NEL RAPPORTO MOLARE 70:20:10 E
VEICOLAVANO PIRROLIDON-CARBOSSILATO SODICO, CHE E’ UN “MOISTURIZING FACTOR” ARTIFICIALE.
IN CAMPO COSMETICO, CHE COSA SI CHIEDE OGGI AD UN VETTORE LIPOSOIN CAMPO COSMETICO, CHE COSA SI CHIEDE OGGI AD UN VETTORE LIPOSOMIALE?MIALE?
! LIPOSOMI CON FUNZIONE IDRATANTE, CHE VEICOLANO ACQUA NEGLI SPAZI INTERLAMELLARI O NEL COMPARTIMENTO CENTRALE
! LIPOSOMI CHE FUNGONO DA “CARRIER” DI SOSTANZE FUNZIONALI (DI NATURA SIA LIPOFILA CHE IDROFILA) CHE DEVONO OLTREPASSARE LA BARRIERA EPIDERMICA
NIOSOMINIOSOMITMTM
NIOSOMATM E’ L’ACRONIMO REGISTRATO DI “NON IONIC LIPOSOMES”. SI TRATTA DI STRUTTURE
SIMILI AI LIPOSOMI CLASSICI, DOVE I FOSFOLIPIDI SONO SOSTITUITI DA LIPIDI ANFIFILI NON IONICI DI
SINTESI.
I NIOSOMI HANNO DIMENSIONI INFERIORI A 200 nm E CIO’ AUMENTA IL LORO POTERE DI DIFFUSIONE
NELLA PELLE