بعد
از سنتز و به دام انداختن دارو در درون لیپوزومها، باید ویژگیهای کلی
محصولات بررسی شود تا مشخصات و ویژگیهای آنها بدست آید. بعلت حساس و خاص
بودن محیط فیزیولوژیک بدن و همچنین نوع تجویز دارو، بدست آوردن ویژگیها و
مشخصات داروهای لیپوزومی سنتزی، مانند بدست آوردن اندازه و توزیع اندازه
ای، تعداد لایه ها، بار سطحی، بازده و راندمان بدام انداختن
دارو(Entrapment efficiency)، حجم و گنجایش تسخیر دارو، و در نهایت میزان
رهایش دارو توسط حاملهای لیپوزومی سنتزی، از اهمیت بسیاری برخوردار میباشد و
باید بدقت اندازه گیری شود. هر چقدر اندازه لیپوزومها کوچکتر باشد عبور از
غشا راحت تر است ولی در مقابل، داروی کمتری در داخل لیپوزومها بدام می
افتد و در نتیجه بازده بدام انداختن دارو کاهش میابد. از طرفی با کاهش سایز
لیپوزومها، انرژی سطحی آنها افزایش و پایداری آنها کاهش یافته و در نهایت
برای کاهش انرژی سطحی تجمع کرده و تشکیل توده میدهندکه کارایی آنها را بشدت
کاهش می دهد. توزیع اندازه ذره ای کمتر، باعث یکدست شدن اندازه لیپوزومها
و در کل شبیه تر شدن ویژگی های کلی محصولات می شود. میزان رهایش دارو نیز
فاکتور مهم دیگری در طراحی لیپوزومها میباشد. میتوان با اصلاح سطحی آنها،
میزان سرعت رهایش دارو را کنترل کرد. در نقاطی که میخواهیم دارو سریع آزاد
شود میزان رهایش دارو را باید زیاد باشد و در جایی که میخواهیم دارو به
آرامی آزاد شود رهایش دارو باید کم باشد.
باید
در نظر داشت که در کاربردهای بالینی حتی کوچکترین تغییرات در مشخصات
لیپوزومهای سنتزی، میتواند تفاوتهای بالینی متمایز و بارزی نشان دهد. برای
مثال لیپوزومهایی با توزیع اندازه ای وسیع را نمیتوان بصورت درون رگی تزریق
نمود زیرا اگر سایز لیپوزومها یکدست نباشد، لیپوزومهایی که از یک اندازه
مشخصی بزرگتر باشند با انباشته شدن درون مویرگها باعث انسدادآنها میشوند.
در جدول 7 انواع روشها و دستگاه های شناسایی ویژگیهای لیپوزومها بیان شده
است.
جدول 7- انواع روشهای و دستگاه های شناسایی کننده مشخصات لیپوزومها
8- کاربردهای لیپوزوم ها درپزشکی واهمیت آنها در دارورسانی:
لیپوزومها
دارای کاربردهای وسیعی در پزشکی میباشند. اما مهمترین کاربردهای آنها
بعنوان حاملهای دارویی در سیستمهای نوین دارورسانی میباشد.
برخی ازدلایل اصلی که اساس کاربردهای وسیع لیپوزومهارادرپژوهشهای درمانی وزیستی پیریزی کرده است بهشرح ذیل است [1]:
1) تشابه ساختمانهای دولایهی لیپوزوم باغشای سلول وتوانایی محدودسازی موادآبگریزوآبدوست بهوسیلهی آنها.
2)
لیپوزومهامیتوانندداروهارابه محل موردنظردربدن برسانند ونیزمانع از
رسیدن آنهابه قسمتهای حساسی ازبدن شوندکه آن دارو برایشان سمی است
(مانند کبد وکلیه).
3)
لیپوزومهامیتوانندبهعنوان منبع ذخیره عمل کنندومادهی بهدام افتاده
درونشان رابهآرامی وطی زمان مشخص آزاد نمایند؛ بدینطریق در بازهی زمانی
معین،میزان دوز دارو رادرجریان خون کنترل کنند.
4)
داروهایی که درون لیپوزومها جاسازی میشوند– بهویژه آنهایی که درقسمت
آبی درونی بهدام میافتند - ازتأثیرفاکتورهای مضری که در بدن میزبان
وجوددارد درامان میمانند؛ اینامرموجب میشود بیمار ازتأثیرهای
مضردارودرامان باشد.
5)
لیپوزومهامیتوانند با تأثیرهای متقابل یکه به شیوههای مختلف روی
سلولهای هدف دارندبه ورود داروهایی که درحالت آزاد قادرنیستندبه سلول
داخل شوندکمک کنند.
6) لیپوزومهاباعث افزایش اثر دارو میشوند.
7) قابلیت حمل داروهای هم هیدروفیل و هم هیدروفوب
8) قابلیت زیست سازگاری و زیست فرسایشی خوب آنها
امروزه
کاربردهای متنوعی برای لیپوزومها بعنوان حاملهای دارویی وجود دارد. بعلت
موارد ذکر شده در بالا آنها تبدیل به یکی از مطلوب ترین حاملهای دارویی
گشته اند. داروها و مواد هیدروفوبیک در بین دو لایه غشای لیپیدی لیپوزومها
قرار میگیرند و داروها و مواد هیدروفیل در درون لیپوزومها انکپسوله میشوند.
البته امکان جذب سطحی بر روی سطح لیپوزومها برای داروها و مواد هیدروفیل
نیز وجود دارد. در سیستمهای دارورسانی،لیپوزومهابرای رساندن
واکسنها،آنزیمها یا داروها (مثلا نسولین وداروهای ضدسرطانی) به بدن
استفاده میشوند. وقتی لیپوزومها برای رساندن داروها
بهکارمیروندازسلولهای سالم در برابرسمیت داروها حفاظت می کنند
وازتمرکزداروها دربافتهای آسیبپذیر (مثل کبد وکلیه) جلوگیری مینمایند.
استفاده ازاین روش، تأثیرهای جانبی منفی نظیرحالت تهوع، خستگی،کوفتگی وریزش
مو را در دوره های شیمی درمانی برای از بین بردن سلولهای سرطانی کاهش می
دهد یاحذف میکند. اما یکی از نقطه ضعفهای آن در مورد داروهای ضد سرطان،
رهایش آهسته دارو میباشد. بعلت رهایش آهسته دارو انکپسوله شده درون
لیپوزومها، ممکن است شیمی درمانی با شکست مواجه شود که آن هم بعلت رسیدن
دوز پایینتر از دوز کشنده به سلولهای توموری است که این امر موجب پایداری
دارویی سلولهای سرطانی میشود. پایداری دارویی مکانیسم پیچیده ای دارد و
احتمالا افزایش بیان انتقال دهنده MDR (که یک پروتئین غشایی سرتاسری
میباشد) در آن نقش دارد. این انتقال دهنده های MDR بطور فعال داروهای شیمی
درمانی را به بیرون سلول پمپ می کنند و غلظت این داروها را در درون سلولهای
سرطانی به پایین تر از حد آستانه کشنده می رساند. در این هنگام اگر رهایش
دارو بسیار آهسته باشد فقط سلولهای حساس به دارویی که MDR را بیان نمی کنند
می میرند. درنتیجه سرعت رهایش داروهای ضد سرطان، تعیین کننده پایداری
دارویی ایجادشده در جمعیت سلولهای سرطانی میباشد. هر چقدر رهایش دارو بیشتر
باشد پایداری دارویی کمتری ایجاد میشود [2]. در نتیجه یکی از چالشهای
دارورسانی توسط لیپوزومها وهمچنین نانوحاملهای دیگر بهینه کردن سرعت رهایش
داروها انکپسوله شده با کنترل زمانی و مکانی میباشد [3, 4].
لیپوزومها
به خصوص در درمان بیماریهایی مؤثرندکه روی فاگوسیتکنندههای دستگاه
ایمنی تأثیرمیگذارند. این امربه این علت است که لیپوزومهاتمایل دارند در
فاگوسیتهایی که آنها رابهعنوان مهاجم خارجی تشخیص دادهاندتجمع یابند.
بطور مثال از لیپوزومهای متداول (این نوع از لیپوزومها در جدول 6 توضیح
داده شد) در دارو رسانی به افراد مبتلا به HIV استفاده میشود. این
لیپوزومها داروهای ضد HIV (مانند siRNA) را به سلولهای T انسانی حمل میکنند
[5]. این لیپوزوم های متداول به عنوان مهاجم خارجی توسط سیستم اندوتلیال
خون تشخیص داده شده و توسط سلول های فاگوسیت کننده (مانند سلولهای T)،
فاگوسیته میشوند و داروهای انکپسوله شده در درون خود را در این سلولهای
فاگوسیت کننده آزاد میکنند [6]. لیپوزومهاهمچنین درژندرمانی اهمیت
ویژهای دارندو بطورآزمایشی برای حملژنهای نرمال به داخل سلولها به
منظورجایگزینی ژنهای ناقص، معیوب و بیماریزا بهکاربرده شدهاند؛
بدینصورت ازطریق لیپوزومهامیتوان «دیانای» (DNA) راتقریباً
بهطوراختصاصی به بافت ویژه ای ازبدن انتقال داد.
کاربردهای لیپوزومها به عنوان حاملهای دارویی، شامل رسانش:
1- آنزیمها [7, 8]
2- داروهای ضد سرطان [9, 10]
3- قارچ کشها(fungicides)[11]
4- داروهای ضد انگلی [12-14]
5- داروهای ضد باکتریها [15-18]
6- داروهای ضد ویروسی [19-22]
7- انواع نوکلوئیک اسیدها در دستکاریهای ژنتیکی [23-31] میباشد.
از دیگر کاربردهای لیپوزومها میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
1- در تصویر برداری تشخیصی تومورها [32, 33]
2- افزودنیهای واکسنها [34-38]
3- عوامل آرایشی بهداشتی برای رسانش رطوبت و عوامل ضد التهابی به پوست
4- حاملهای دارویی در چشم پزشکی [39-42]
تاکنون
11 دارو با سیستم دارورسانی لیپوزومی تایید شده اند و 6 دارو نیز در مراحل
ازمایشات بالینی میباشد [40]. اخیراً داروی ایرانی سینادوکسوزوم نیز بر
پایه این روش دارورسانی طراحی شده است و در مراحل پایانی مطالعات بالینی
میباشد. این دارو یک ترکیب ضدسرطان بوده که جهت درمان سرطان تخمدان، سینه،
مولتیپل میلوما (سرطان خون )،کاپوسی سارکومای (نوعی سرطان بافت نرم ) برای
نخستین باردرخاورمیانه دردانشگاه علوم پزشکی مشهد تولید ومورداستفاده
قرارمی گیرد.
جدول 8 برخی از داروهای ترکیبی با لیپوزومها را نشان میدهد. این داروها در درون لیپوزومها انکپسوله شده اند و
با استفاده از این سیستم دارورسانی نوین لیپوزومی، راندمان اثر داروها افزایش پیدا کرده است.
جدول 8- لیست برخی از داروهای لیپوزومال مورد تایید [43]
9- مکانیسم عمل لیپوزومها:
تا
این قسمت با انواع روشهای سنتز و بار گیری لیپوزومها و همچنین اصلاح سطحی
آنها آشنا شدید.در این قسمت به مکانیسم انتقال لیپوزومها وهمچنین نحوه
رهایش دارو پرداخته میشود.پسازقراردادنموادموردنظر (مثلاًدارو)
درونلیپوزومها و تجویز آنها، این لیپوزومها
بهبافتیااندامموردنظرمیرسندوبهآنملحقشدهوموادداروییرا بسته به نوع
استراتژی درمانی،درمحیط خارج یا داخل سلولی آزاد میکند. در این قسمت با ذکر
یک مثال مکانیسم دارورسانی لیپوزومی را شرح میدهیم. بطور مثال در ژن
درمانی، به سلولهایی که یک ژن خاص در این سلولها یا بیان نمی شود یا بنا به
دلایل مختلفی بیان خفیفی دارد، نسخه هایی از ژن مورد نظر را میتوان با
استفاده از لیپوزومهای کاتیونیک به سلولهای هدف رساند. برای انتقال ژنهای
انکپسوله شده درون لیپوزومها به داخل سلولهای هدف 3 مکانیسم عمل وجود دارد:
1- لیپوزومها با غشای سلولی فیوز شده و محتویاتشان را به سیتوپلاسم می
ریزند 2- لایه لیپیدی لیپوزوم با غشای سلولی بر همکنش داده و ایجاد منفذ در
غشای سلولی میکند و از این منفذ محتویات لیپوزومها به درون سلول ازاد
میشود 3- لیپوزومها بوسیله اندوسیتوز جذب میشوند و به سمت اندوزوم رفته و
مواد انکپسوله شده خود را در درون اندوزوم آزاد میکنند ویا غشای اندوزوم از
بین رفته و محتویات لیپوزومها در خارج اندوزوم و در سیتوپلاسم آزاد میشود
[44]. از اینرو راه های مختلفی برای آزاد سازی دارو وجود دارد. شکل 5
مکانیسمهای ژن رسانی داخل سلولی را با استفاده از لیپوزومهای کاتیونیکی
نشان میدهد.
شکل5- نمایی شماتیک از انواع مکانیسمهای ژن رسانی داخل سلولی
10- مزایا و معایب لیپوزومها:
سیستم
دارورسانی لیپوزومی نیز مانند هر سیستم دارورسانی دیگر، دارای معایب و
مزایای هست که باید به آن توجه داشت. نقاط قوت و ضعف این حاملهای دارویی در
زیر گرداوری شده است:
مزایا:
1. گنجایش بارگیری بالای دارو و عدم تاثیر بر ویژگیهای کلی حامل دارو(لیپوزوم)
2. بدام انداخته شدن فیزیکی دارو که باعث میشود جایگاه اثر دارو تغییری پیدا نکند.
3. دارو در درون این حاملهای لیپوزومی از گزند تجزیه آنزیمی درامان میماند
4. حاملهای لیپوزومی زیست فرسایشی و غیر سمی میباشند
5. هم داروهای محلول در آب و هم داروهای محلول در چربی را میتواند حمل کند.
معایب:
1. نمیتواند از سد اندوتلیال عبور کند، در نتیجه در به بافت رسیدن دارای مشکل میباشد.
2. توسط سیستم رتیکول اندوتلیال بدن بعنوان ذره خارجی شناخته و فاگوسیته میشود.
3. رهایش دارویی آهسته ای دارند که این امر در مورد داروهای ضد سرطان با چالش روبروست، زیرا باعث ایجاد مقاومت دارویی میشود.
بحث و نتیجه گیری:
خاصیت
آمفی پاتیک فسفولیپیدها باعث بوجود آمدن ذرات کروی توخالی در محیط مائی
میشود که به آنها لیپوزوم میگویند. سنتز این لیپوزومها دارای مکانیسم کلی
ساده اما بسیار متنوع میباشد. در داخل، بین دو لایه فسفولیپیدی و همچنین بر
روی سطح لیپوزومها فضایی برای بدام انداختن داروهای مختلف (هم آبدوست و
هم آبگریز) وجود دارد. لیپوزومها بعنوان حاملهای دارویی، نقش موثری را در
سیستم دارورسانی نوین بازی میکند. علی رغم مزایای منحصر به فرد لیپوزومها
بعنوان حامل دارویی مانند: محافظت از دارو در مقابل آنزیمهای تجزیه کننده،
واکنش فیزیکی با دارو و اثر نگذاشتن بر روی جایگاه حساس دارو، زیست فرسایش و
غیر سمی بودن، با این وجود هنوز معایب و محدودیتهای نیز مشاهده میشود از
قبیل: فاگوسیته شدن توسط سیستم اندوتلیال، ناتوانی در عبور از سد
اندوتلیال، راندمان کم بدام انداختن دارو، و رهایش دارویی آهسته که این امر
در مورد داروهای ضد سرطان با چالش روبروست (زیرا باعث ایجاد مقاومت دارویی
میشود). از طرفی لیپوزومها، ناپایدار هستند و تمایل به تجمع شدن دارند و
تشکیل توده میدهندکه این امر کارایی آنها را بشدت کاهش میدهد. از این جهت
با توجه به اهداف کاربردی مختلف، از شیوه ها سنتزی گوناگون و لیپوزومهایی
با ویژگیهای ساختاری و اصلاح شده متفاوتی استفاده میشود.
در
آخر باید در نظر داشت که در کاربردهای بالینی حتی کوچکترین تغییرات در
مشخصات لیپوزومهای سنتزی میتواند تفاوتهای بالینی متمایز و بارزی نشان دهد
در نتیجه در بکارگیری از آنها باید نهایت دقت را نمود.