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.

DOTMADOTMA

O

O

CH2

CH CH2 N

CH3

CH3

CH3+

DOTMA

Br -

2,3-dioleilossipropiltrimetilammonio bromuro

ESEMPI DI LIPIDI ESEMPI DI LIPIDI CATIONICICATIONICI

COMPLESSI DNACOMPLESSI DNA--LIPIDI LIPIDI CATIONICICATIONICI

COMPLESSO DNACOMPLESSO DNA--LIPIDE LIPIDE CATIONICOCATIONICO

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