فناوری لیپوزوم | تحولی در سیستم‌های دارورسانی

هر فناوری، ویژگی‌های منحصر به فرد و خاص خود را دارد و به هنگام مطالعه اقسام مختلف تکنولوژی، به طور طبیعی تفاوت‌هایی دیده می‌‍‌شود؛ اما در اغلب مواقع اهداف یکسان است. در خصوص فناوری استفاده از لیپوزوم ها در صنایع دارویی نیز، این مهم صدق می‌کند. اهداف اصلی این سیستم، شامل ایجاد شرایطی بهینه برای انتقال دارو، محافظت از ماده موثره اصلی دارو و به حداقل رساندن اثرات جانبی داروها می‌باشد.

در ادامه در تحریریه علمی هنام، با انواع سیستم‌های لیپوزومی و کاربرد آن در صنعت داروسازی آشنا می‌شویم.

لیپوزوم چیست؟

لیپوزوم، یک وزیکول کروی شکل است که از یک یا چند لایه فسفولیپید تشکیل شده است.
ساختار لیپوزوم شباهت زیادی نیز به ساختار غشای سلول دارد.
این ساختارها، اولین بار در اواسط دهه ۱۹۶۰ کشف و معرفی شدند. توانایی لیپوزوم‌ها در کپسوله سازی داروهای هیدروفیل یا لیپوفیل باعث شده است که این وزیکول ها به سیستم های دارویی مفید و بسیار موثری در امر دارورسانی تبدیل شوند.

اجزای سازنده لیپوزوم ها:

انواع مختلف لیپوزوم‌ها می‌توانند از فسفولیپیدهای طبیعی مشتق شده و با زنجیره های لیپیدی مانند زنجیره‌ی لیپیدی egg phosphatidylethanolamine یا از اجزای سورفاکتانت خالص مانند دیولئیل فسفاتیدیل اتانول آمین (DOP) تشکیل شوند. معمولاً لیپوزوم‌ها حاوی محلول آبی هسته‌ای هستند که توسط یک یا چند لایه به وجود می‌آیند. لایه‌های دوتایی فسفولیپید یک لیپوزوم می‌تواند از منابع ارگانیک سرچشمه بگیرد؛ در این صورت از نظر بیولوژیکی دارای سمیت ذاتی کمتری نیز هستند.

در هنام بخوانید: سه هفته ماندگاری دارو در بدن با کمک لیپوزوم ها

انواع تکنولوژی‌های مبتنی بر لیپوزوم ها:

Stealth Liposome Technology

فناوری Stealth یک سیستم دارورسان نوین است.
فعالیت این سیستم به صورتی است که تشخیص داروها را توسط فاگوسیت‌ها و ذره خوارهای سیستم ایمنی دشوار می‌کند و همین امر، باعث تاثیرگذاری بیشتر دارو می‌شود. این ویژگی، سبب افزایش ماندگاری دارو در بدن نیز می‌شود. در این فن‌آوری، رشته‌های پلیمر، به مولکول‌های دارو متصل می‌شوند که این امر می‌تواند ایمنی و کارآیی عوامل درمانی را بهبود بخشد.
دلیل عدم توانایی سلول‌های ایمنی در شناسایی این نوع لیپوزوم‌ها، وجود گیرنده‌های خاصی در سطح آنها می‌باشد.

فرایند PEGylation

در این فرایند که PEGylation نامیده می‌شود، به طور کلی از پلی اتیلن گلیکول (PEG) به عنوان یک پلیمر استفاده شده است. پیوند کووالانسی موجود بین لیپوزوم و PEG، لیپوزوم را از چشم فاگوسیت‌های سیستم ایمنی مخفی می‌کند. PEG یک پلی اتیلول خطی یا منشعب است که دارای بسیاری از خواص مفید از جمله سازگاری زیستی، حلالیت در محیط‌های آبی و آلی، عدم سمیت، ایمنی زایی و سینتیک دفع مناسب است. این خواص، پس از تأیید سازمان غذا و داروی ایالات متحده (FDA)، امکان استفاده از PEG را در کاربردهای مختلف، از جمله در زمینه زیست پزشکی فراهم کرده است.
وجود آنها از برهم کنش لیپوزوم‌ها با سایر مولکول‌ها مانند اجزای مختلف سرم خونی جلوگیری می‌کند.

داروی ساخته شده با این سیستم لیپوزوم ها

این تکنولوژی توانسته است دارویی بسیار موفق را به نام Doxil تولید کند.
این دارو به عنوان یک داروی تزریقی داخل وریدی کاربرد داشته و برای مدیریت سرطان‌های تخمدان پیشرفته، میلیوم چندگانه (multiple myeloma) و سارکوم Kaposi مرتبط با HIV استفاده می‌شود. این تکنولوژی همچنین کمک می‌کند که دوز استفاده از داروها شخصی سازی شوند.

Non-PEGylated Liposome Technology

تصور می‌شود که لیپوزوم‌های PEGylated باعث کاهش ایمنی وزیکول‌ها و طولانی شدن زمان گردش خون در داخل بدن می‌شوند؛ در نتیجه این سیستم به عنوان یکی از موفق ترین استراتژی‌ها برای بهبود تحویل مولکول‌های درمانی شناخته شده‌اند. با این حال، اخیراً نشان داده شده که لیپوزوم‌های PEGylated دارای عوارض جانبی هستند؛ در حالی که اروی مشابه در فرمول غیر PEGylated چنین عوارضی را نشان نداده است.

نتیجه گیری از عوارض این فناوری

در نتیجه، ایجاد این مشکلات، فن آوری لیپوزوم های Non-PEGylated Liposome ایجاد شده است تا یک حامل جایگزین با سمیت کمتری را نسبت لیپوزوم‌های PEGylated  فراهم کند.  لیپوزوم NPL یک سیستم دارویی منحصر به فرد است که علاوه بر ارائه کردن مزیت‌های سیستم دارویی PEGylated-liposome، عوارض جانبی مرتبط با PEG، مانند سندرم دست و پا (HFS) را نیز بدنبال ندارد. این سیستم در درمان سرطان موفقیت‌های بزرگی را کسب کرده است. تزریق ( NPL Doxorubicin (NPLDمشخصات ایمنی بهتری نسبت به DOX و Doxil معمولی فراهم می‌کند. همچنین NPLD ها در مقایسه با DOX معمولی، زمان گردش خون و سمیت قلبی کمتری دارند. داروی mycoset یک NPLD تولید شده توسط داروسازی Elan، پرینستون و نیویورک است که در اروپا و کانادا برای مدیریت سرطان پستان متاستاتیک در ترکیب با سیکلوفسفامید تأیید شده است.

DepoFoam™ Liposome Technology

DepoFoam technology یک فناوری دارو رسان انحصاری، با رهاسازی طولانی مدت داروست است.
این فناوری توسط Pacira Pharmaceuticals، Inc، Parsippany، NJ و USA بسیار دنبال می‌شود.
هر ذره، حاوی محفظه‌های آبی غیر متحدالمرکز زیادی است که توسط یک غشا لیپیدی دو لایه محدود شده است.
هر محفظه، توسط غشاهای لیپیدی چند لایه‌ای متشکل از آنالوگ‌های مصنوعی لیپیدهای طبیعی موجود (DOPC ، DPPG ، کلسترول ، تریولین و غیره) از محفظه‌های مجاور تقسیم و جدا می‌شود. این محفظه‌ها اشکال ۶ ضلعی و لانه زنبوری دارند و متشکل از اسفروئیدهای میکروسکوپی (۳-۳۰ میکرومتر) می‎‌باشد.پس از تجویز، ذرات DepoFoam دارو را طی چند ساعت تا چند هفته به طور پیوسته پس از تخریب مجدد غشاهای چربی آزاد می کنند.

بهبود خصوصیات مولکول ها با فناوری DepoFoam  

فناوری DepoFoam  خصوصیات مولکول‌های ریز و درشت را بهبود بخشید.
محصولات مختلفی با به‌کار گیری این نوع سیستم وارد بازار شده است از جمله؛ Depocyt® و Exparel®. فناوری DepoFoam drugs بدون تغییر در ساختار مولکولی ذرات دارویی، داروها را در پلتفرم لیپوزومی چند لبه‌ای خود محصور می‌کند. این لیپوزوم ها، دارو را برای مدت زمان لازم از ۱ تا ۳۰ روز آزادسازی می‌کند. این فناوری با ارائه یک راه حل قابل توجه برای داروهایی که نیاز به تزریق مکرر چندگانه دارند و دارای یک دوره کوتاه اثر یا عوارض هستند، مراقبت از بیمار را به میزان قابل توجهی بهبود می بخشد.
اجزای سازنده غشا DepoFoam که طبیعی هستند، حامل‌های خوبی بوده و توسط مسیرهای متابولیکی نرمال از بدن دفع می‌شوند.

Lysolipid Thermally Sensitive Liposome (LTSL) Technology

در این روش، لیپوزوم به نوعی طراحی می‌شود که به هنگام مواجهه با کمترین تغییرات دما، ذرات دارویی موجود در خود را رها سازی کند. به طور کلی ، لیپیدهایی، با دمای انتقال بین ۴۰ تا ۴۵ درجه سانتیگراد در تهیه این لیپوزوم‌ها استفاده شده است. به عنوان مثال؛DPPC  و .MSPC هدف اصلی تولید این نوع لیپوزوم‌ها ایجاد داروهای محصور وابسته به دما می‌باشد. این تکنولوژی بیشتر در داروهایی کاربرد دارد که اهداف آن بخش‌های عمقی بدن باشد.

مکانیسم عمل

هنگامی که لیپوزوم در گستره دمایی خاص خود قرار می‌گیرد، غشای لیپوزوم به حالت ژل در آمده و محتوی لیپیدی خود را خارج می‌کند  که این امر سبب افزایش نفوذ پذیری غشا می‌شود. در ادامه از حالت ژل خارج شده و تبدیل به مایع می‌شود و دارو در اختیار سلول قرار می‌گیرد. علاوه بر این، استفاده از هایپرترمی موضعی باعث نشت رگ‌های خونی در تومورها می‌شود، در نتیجه تجمع لیپوزوم‌ها در تومور افزایش می‌یابد.
داروهای مختلفی با استفاده از این تکنولوژی در دست کارآزمایی‌های بالینی می‌باشد؛
از جمله داروی ThermoDox که در شرکت  Celsion در مراحل کارآزمایی بالنی III می‌باشد.

هنام را دنبال کنید، بیشتر به این تکنولوژی خواهیم پرداخت!

منابع:

https://www.biochempeg.com/article/68.html
https://www.news-medical.net/life-sciences/What-is-a-Liposome.aspx
https://www.pacira.com/products/depofoam