Комплексы катионных полимерных микросфер с отрицательно заряженными липосомами - формирование, строение и свойства, страница 5

В23липосомы можно ввести антигены, а также ковалентно присоединить антитела ииспользовать их в иммунологических исследованиях. Они представляют собой удобнуюмодель для изучения действия многих лекарственных веществ, витаминов, гормонов,антибиотиков и т.д.Другой обширной областью применения липосом являются контейнеры длядоставки низкомолекулярных веществ.

Благодаря уникальной структуре липосомыспособны включать в себя как гидрофильные вещества – во внутренний объём, так игидрофобные – в область жирных хвостов [76;77]. Подобного рода контейнеры могутиспользоваться для доставки генов (или фрагментов ДНК). Эта способность липосом всовокупности с хорошей биосовместимостью открыла перспективы их применения врешении многих медицинских проблем.

В настоящее время остро стоит проблеманаправленного транспорта лекарственных веществ в клетку.2.2.1. Способы доставки лекарственных веществ2.2.1.1. Пассивная доставкаИзначально считалось, что единственным способом доставки противоопухолевыхлекарств является направленная доставка. Однако позднее было обнаружено, чтополимер-конъюгатные лекарства и наноконтейнеры обладают пролонгированнойциркуляцией в кровотоке с последующим пассивным накоплением в опухолях даже приотсутствии специфических лигандов – пассивный механизм накопления.Пассивная доставка веществ в опухоли может происходить за счёт эффектаповышенной проницаемости и накопления (ППН), впервые наблюдаемого Маэда [78].Солидныеопухолиимеютпатофизиологическиехарактеристики,такиекакразвивающаяся кровеносная система, незрелая архитектура кровеносных сосудов,секреция факторов проницаемости сосудов, приводящих к кровоизлиянию, и незрелыекапилляры лимфатической системы [79].Опухолевая кровеносная система характеризуется повышенным содержаниемпролиферативных эндотелиальных клеток, повышенной извилистостью, отсутствиемпериваскулярных клеток и аномальным развитием мембран, возникающих вследствиебыстрого образования кровеносной системы, необходимой для доставки кислорода ипитания разрастающейся опухоли.

Это приводит к повышенной проницаемостикровеносных сосудов для макромолекул. Более того, лимфатическая дренажная система24функционирует не эффективно из-за незрелости лимфатических капилляров. Такимобразом макромолекулы селективно накапливаются продолжительное время в опухоли.Эффект ППН приводит к пассивному накоплению макромолекул и наночастиц всолидных опухолях, повышая терапевтический индекс и уменьшая побочные эффекты.Также было показано, что в большинстве видов человечески опухолей эффективныйразмер пор кровеносных сосудов составляет от 200 до 600 нм, что способствуетпассивной доставке в опухоли [80].

Было замечено, что секреция окиси азота,простагландинов, брадикинина, основных факторов роста фибропластов в опухолевыхтканях, и гиперэкспрессия таких генов как фактор проницаемости сосудов или факторроста сосудистого эндотелия, приводят к гиперпроницаемости кровеносной системы вопухоли. Следует отметить, что проницаемость сосудов опухоли зависит от прогрессаопухоли, её типа и анатомического расположения.Пассивная доставка липосомИнтерес к липосомам как средствам доставки лекарственных препаратовзаключается в том, что стерически стабилизированные липосомы могут не селективно иселективно накапливаться в местах повышенной проницаемости сосудов, что имеетместо в инфицированных тканях (таких как опухоли, области инфекций и воспаления)[81;82].

Это, в первую очередь, обусловлено соотношением размера пор в сосудах идиаметра липосом: в основном используют липосомы диаметром 100 нм при среднемразмере пор 600 нм. Именно такое соотношение позволяет липосомам выходить изкровотока и накапливаться в местах воспаления. Накопление липосом в патогенныхобластях приводит к повышению локальной концентрации лекарственного препарата.[83;84]. Это свойство называют пассивной доставкой, способность к которой во многомзависит от комбинации ряда факторов. Во-первых, длительная циркуляция в кровотокепозволяет повысить возможность накопления липосом в области воспаления, но оназатруднена за счет адсорбции различных компонентов крови, таких как белки иммуннойсистемы, на липосомальную поверхность.

Эта проблема частично решается за счетвведения модифицированного полиэтиленгликолем липида [85;86;87].Во-вторых, необходимо обеспечение доступа липосом к тканям и патогеннымзонам. Кроме иммунной системы на пути липосом стоят клетки эндотелия, образующиемногослойные образования, отделяющие капилляры от тканей. Однако в местахпатологий, таких как воспаления и образование опухолей было обнаружено нарушение25целостности слоя, что позволяет липосомам размера порядка 100 нм проникать внутрьпатогенной области [88]. Локализация может составлять до 10% от количествавведенных липосом.2.2.1.2.

Активная доставкаАктивная доставка – это увеличение накопления вещества в месте назначения засчёт специфических биологических взаимодействий, таких как взаимодействия антигенантитело, или локально-направленного действия – воздействие ультразвуком илинагревание. Для данных целей получают контейнеры, содержащие лиганды или рНчувствительные элементы в соответствии с биологическими характеристикамиопухолевой ткани.

Активная доставка основана на специфических характеристикахраковых клеток: гиперэкспрессия поверхностных антигенов, которые в здоровых тканяхнаходятся в незначительном количестве; специфические антигены раковых клеток;более кислая среда относительно здоровой ткани. Специфические взаимодействиямежду векторными компонентами контейнеров и антигенами приводят к селективномунакоплению лекарства в целевой ткани. Важно отметить, что активная доставкаусиливает побочные эффекты.Активная доставка липосомАктивная доставка подразумевает повышенную селективность или аффинностьлипосом к клеткам, для чего к поверхности липосом ковалентно пришивают лиганд,который обеспечивает специфическое связывание только с определенным типом клеток.Этот подход позволяет повысить доступность препарата в целевых клетках изначительно снижает взаимодействие с другими типами клеток.

Однако для того, чтобыпроизошло связывание лиганда с клеткой необходимо проникновение липосом изсосуда в ткань, то есть пассивная доставка, что замедляет весь процесс [89]. Подборрецептора для доставки очень важный процесс, который позволяет идентифицироватьлипосомам цели-мишени и образовать с ними стабильный комплекс. После этогодоставка препарата в цитозоль клетки может происходить по нескольким направлениям:Если рецептор находится снаружи клетки, цитозольная доставка осуществляетсяза счет слияния мембран липосом и целевой клетки [90].

Эндосомальный захватпротекает тогда, когда липосома попадает внутрь клетки. В эндосоме содержатсяэнзимы и ферменты, которые разрушают липидный бислой и таким образомвысвобождают препарат. Такой путь оказывается эффективным для соединений,26которые могут диффундировать из цитозоля к другим органелам клетки. Примеромуспешного применения этого подхода может служить доставка доксорубицина [91;92].Помимо этого, рецептором для доставки могут служить и мембранные белковыедомены, осуществляющие перенос липосомы внутрь цитозоля [93]. Хотя механизмэтого процесса до конца не изучен, но по аналогичному подходу внутрь клетки былидоставлены коллоидные частицы.Важно обеспечить возможность липосом взаимодействовать с клетками идоставлять лекарство в активной форме, что становится возможным в результатенескольких механизмов взаимодействия липосом с клетками:1) Деградации липосом под действием активных энзимов и ферментов впатогенной области.

[94;95].2) Поглощения фагоцитами патогенной области и диффузия из фагоцитов внесвязанном виде в клетку [96;97]3) Модификация липосом липидоподобными ПАВ, способными изменять своюконформацию при изменении рН среды позволяет создавать рН-чувствительныелипосомальныеконтейнеры,высвобождающиеинкапсулируемоесодержимоеврезультате формирования дефектов в мембране под воздействием конформационныхперестроек липидов [98].2.2.2. Недостатки липосомальных контейнеровНесмотря на значительный прогресс в области создания липосомальныхконтейнеров, лишь незначительная часть препаратов на основе липосом нашлаприменение [99]. Это связано с такими недостатками липосомальных контейнеров какнизкая термодинамическая стабильность [35], ограниченная ёмкость контейнера [100],отсутствие векторных свойств и т.д.

Предпринимались попытки иммобилизоватьлипосомы на поверхности твердых носителей (имплантов) с целью локальногоконцентрирования контейнеров и последующего высвобождения заключенного в нихлекарства. Однако закрепление липосом на твердом носителе обычно сопровождалосьих разрушением с образованием планарных липидных бислоев и неконтролируемымвыходом лекарства [101].В литературе описан пример удачного закрепления липосом на поверхности,обеспечивающий сохранение их целостности [102].