Липосомальные формулы и мембранная инженерия.

     Естественным координатором человеческого прогресса является путь рационализации. Попытки совершенствовать технологии начались ещё на заре человечества. Палки-копалки превращались в каменные топоры, а смесь меди и олова позволила получить новый по своей эффективности и свойствам металл — бронзу. В фармакологии основными направлениями рационализации являются поиск новых, более эффективных лекарственных средств, а так же повышение их биодоступности и снижение побочных эффектов. Открытие Липосом и последующее исследование их свойств в медицине помогло продолжать совершенствовать эти задачи.

История открытия и структура липосом.

     Липосомы были открыты ещё в 1961 году Алеком Бэнгхемом в институте в Кембридже. Позже, в 1965 английский биофизик с коллегами обнаружили несколько полезных свойств этой структуры, которые и определили их дальнейшие исследования.

Сами Липосомы — это самопроизвольно образующиеся в смесях фосфолипидов с водой микроскопические замкнутые пузырьки или везикулы (мембранно-защищённые сумки, в которых запасаются или транспортируются питательные вещества). Их стенка состоит из одного или нескольких слоёв липидов, толщиной всего в две молекулы. Внутри липидного пузырька находится простая вода или водный раствор биологических веществ. Сами фосфолипиды — класс жиров, полностью естественных для нашего организма.

В результате исследований было обнаружено, что мембранная структура липосомальной оболочки весьма схожа с мембранной структурой живой клетки. Сама оболочка оказалась прочной и гибкой. Учёных так же заинтересовало другое важное свойство этих жировых пузырьков. Липосомы, не разрушаясь, легко проводят через свою стенку молекулы воды, но задерживают любые другие вещества, находящиеся внутри или стремящиеся попасть в Липосому снаружи. Сочетание этих свойств, прочной органической капсулы и нано-фильтра, открыло перспективы для использования Липосом в фармакологической промышленности.

Как делают липосомы.

     Создание Липосом основано на способности фосфолипидов, являющиеся основными компонентами клеточных мембран, самопроизвольно образовывать в воде замкнутые мембранные оболочки. Формируются липосомы как правило простым смешиванием Липидов с водой или раствором лекарственного вещества. Нужный размер Липосом и количество билипидный слоёв оболочки изменяется с помощью ультразвука или методом нано-фильтрации.

Существует несколько типов липосом. От размера Липосом, их типа и количества слоёв оболочки будет зависеть то, насколько глубоко лекарство сможет проникнуть в организм, какой тип и количество действующего вещества окажется в заданном объёме препарата. Таким образом регулируется назначение и дозировка липосомальных лекарств.

Для извлечения готовых липосом из раствора используют различные типы фильтрации, хроматографию, диализ, осаждение в центрифуге.

Механика действия в организме.

•     Липосомы изучают в первую очередь как перспективное средство доставки лекарств в нужное место в организме и повышения биодоступности фарм-препаратов. Особенностью Липосом является их способность переходить из желудочно-кишечного тракта в кровь целыми, не разрушаясь. При этом внутрь можно поместить лекарственные вещества. После попадания в клетки, их ферменты расщепляют липосомы, высвобождая лекарство.
• Сами Липосомы состоят из Фосфолипидов, например из фосфатидилхолина. Из таких же липидов состоит мембрана клетки. Их образующая структура полностью естественна для организма. Попадая в повреждённый орган Липосомы не только доставляют лекарственные вещества, но и, расщепляясь, служат дополнительным строительным материалом для поврежденных клеток.
• Механика действия Липосом в организме обусловлена их структурным и химическим составом. В зоне больного органа происходит разрастание и повреждение стенок сосудов. Именно эти повреждения притягивают липосомы с лекарственным веществом. Мембрана повреждённой клетки воспринимает получаемую липосому как дружественную и полезную структуру, позволяя прикрепиться к себе, увеличить проницаемость своей стенки и полностью поглощает её вместе с несомым лекарством. Активное вещество попадает в клетку и усваивается организмом в максимально доступной концентрации.
• Важным свойством Липосом так же является способность медленно высвобождать лекарственное вещество, по мере разрушения многослойных оболочек мембран в препаратах с многослойной структурой липидных везикул.
  
  

Применение в медицине.

•      Заболевания, согласно традиционной медицине, локализуются в определенной области, повреждая органы и ткани. Именно туда должно быть доставлено лекарство. Некоторые фарм-препараты токсичны сами по себе и при традиционном использовании могут отравлять организм. Другие легко разрушаются организмом быстро теряя активные свойства. С открытием Липосом был найден способ обойти эти проблемы.
• Широкое распространение получило использование Лимпосом для улучшения эффективности доставки в организм витаминов и других биологически активных веществ. К примеру, в случае с Витамином С, применение липосомальной оболочки способно повысить его биодоступность в 2 раза, защитить молекулу от разрушения защитной средой ЖКТ, защитить слизистую желудка от раздражения, предотвратить реакцию поджелудочной железы на повышение кислотности, и, тем самым, избежать многих неприятных последствий.
• Ведутся исследования использования модифицированных пустых липосом в качестве поглотителей токсических веществ, выведения из организма наркотиков, усиления фагоцитоза. С помощью липосом изучают воздействие на мембраны витаминов, гормонов, антибиотиков и других препаратов.
• Липосомы перспективны в сочетании с новым поколением лекарств, созданных благодаря успехам белковой и генетической инженерии. Использование липосом, содержащих лечебные гены, может оказаться полезным для терапии наследственных заболеваний.
• Способность Липосом преодолевать стенки желудочно-кишечного тракта исследуется для создания перорального инсулина для больных сахарным диабетом.
• Так же Липосомы можно вводить внутривенно, аэрозольно и наружно через мази и кремы.

По данным реферативного сборника "Изобретения стран мира", опубликовано более 670 патентных документов, явившихся результатом изучения липосом.

Полезные свойства Липосом.

 Липосомы хорошо справляются с ролью носителей лекарственных препаратов. 
 Лекарства, вводимые в составе липосом, более эффективны и менее токсичны, чем применяемые традиционно. 
 Пригодны для заключения в себя широкого круга фарм. агентов, в том числе ферментов, гормонов, витаминов, антибиотиков, иммуномодуляторов. 
 Необходимый медикамент с помощью липосомальной формулы может быть доставлен непосредственно в очаг заболевания. 
 Оболочка Липосом полностью биодеградируема и используется организмом в полезных целях. 
 Липосомы сами по себе не токсичны и не вызывают аллергических реакций. 

Проблемы использования липосомальных препаратов.

• 1) К сожалению Липосомы быстро захватываются ретикулоэндтелиальной системой, в основном печенью, и выводятся из организма. Это сильно снижает их эффективность. По этой причине не всегда удаётся направить липосомальные лекарства в очаг болезни эффективно. Тем не менее для лекарств общего действия применение Липосомальных формул может помочь снизить токсичность. Так же найдены другие пути обойти эту проблему (применения маркеров клеток-мишеней, повышение гидрофильности).
• 2) Используемые для производства Липосом фосфолипиды являются жирами, которые в свою очередь могут быть насыщенными и ненасыщенными. Насыщенные жиры нужны организму, но не всегда полезны. Множество международных организаций рекомендует ограничивать количество употребляемых насыщенных жиров (https://www.who.int/en/news-room/fact-sheets/detail/healthy-diet / World Health Organization). Производители могут использовать разные фосфолипиды для производства препаратов. Можно рекомендовать проверять происхождения сырья для продукта который вы приобретаете. Добросовестный производитель не скрывает этой информации. К примеру фосфолипидов подсолнечника, являются хорошим вариантом, поскольку содержат ненасыщенные жирные кислоты.
• 3) Полезные свойства липосом и их применение в медицине сильно зависят от качества сырья и технологии производства. Выбирая липосомальные витамины или биодобавке стоит убедиться в репутации производителя.
  
  

     Липосомы, по сути — это первая разработанная нанотехнология доставки лекарственных веществ к органам, которая была успешно введена в клиническую практику. В настоящее время Липосомы как структуры изучают Математики, Физики, Химики. Способность липосом включать в себя самые разные вещества практически без ограничений в отношении их природы, свойств и размера молекул дает уникальные возможности для решения целого ряда задач. В чём же причина того, почему липосомальные формулы не используют более широко в медицине, а их исследования, столь обширные за более чем полвека с момента открытия не применяются повсеместно?

Некоторые из этих причин мы рассмотрели выше. Другие могут состоять в том, что доставка лекарственного вещества непосредственно в больной орган, минует токсическое отравление медикаментами всего организма. А более эффективное действие липосомальных препаратов может само по себе повысить эффективность лечения. Таким образом порочный круг циркуляции хронического больного в медицинской системе и последующего "лечения от лечения" может оказаться нарушен. С коммерческой точки зрения это не всегда выгодно. Хочется надеяться, что это изменится в ближайшее время, и мы получим больше эффективных и безопасных лекарств.

В последнее время создание искусственных мембранных везикул — липосом — находит всё большее признание в мире в качестве перспективных систем доставки лекарственных веществ, благодаря положительным результатам многочисленных клинических испытаний
*Каплун А.П., ЛеБанг Ш., Краснопольский Ю.М., Швец В.И. (1999). Липосомы и другие наночастицы как средство доставки лекарственных веществ. «Вопросы мед. химии». 45 (1), 3–12;