Liposomen sind kleine Vesikel, deren Hülle aus einer Lipiddoppelschicht besteht - ähnlich einer Zellmembran. Charakteristisch ist der amphiphile Charakter der Membranmoleküle - sie besitzten einen hydrophilen Kopf und einen hydrophoben Schwanz. Die rein optisch ähnlichen Mizellen besitzen nur eine einfache Lipidschicht. Liposomen werden in der Medizin und Pharmazie zum Transport von Arzneistoffen verwendet.
Die Entdeckung der Liposomen erfolgte im Jahr 1964 durch eine Gruppe von Wissenschaftlern um den britischen Hämatologen Alec Douglas Bangham am Babraham Institute.
Liposomen bestehen aus einer Doppelschicht, die durch amphiphile Substanzen gebildet wird. Die hydrophoben Teile beider Moleküle sind zueinander gerichtet, während die hydrophilen Molekülteile nach außen bzw. innen zeigen. Ist das Dispersionsmedium lipophil, handelt es sich um sogenannte Reverse-Phase-Liposomen, deren Aufbau gegensinnig ist.
Untereinander sind die Membranmoleküle durch nichtkovalente Bindungen verbunden.
Konventionelle Liposomen bestehen lediglich aus den Membranlipiden ohne spezielle Zusätze. Ihre Halbwertszeit ist kurz und es findet eine Verteilung in die Gewebe statt, vor allem in das retikuloendotheliale System (RES). Die Eliminierung erfolgt über das RES und über Opsonierung
Long-Circulating-Liposomen, auch Stealth-Liposomen genannt, werden PEGyliert, also kovalent an Polyethylenglykol gebunden. Der Begriff "Stealth-Liposom" ("Tarn-Liposom") kommt daher, dass die Liposomen nicht vom Immunsystem erkannt und eliminiert werden. Grund ist, dass die PEGylierung die Opsonierung verhindert. In Folge steigt die Halbwertszeit.
Durch die verlangsamte Ausscheidung und die Größe der Liposomen kann ein passives Drug Targeting vorliegen, bei dem die Liposomen in Tumorgewebe aufgenommen werden, da dieses durch seine Entartung größere Lücken im Endothel aufweist. Normale Gewebe haben ein geschlossenes Endothel, sodass die Liposomen nicht in diese gelangen können.
Bei Immunliposomen wird ein Antikörper an die Oberfläche der Liposomen gebunden. Dieser Antikörper bindet an ein bestimmtes Target (z.B. Oberflächenrezeptor eines Tumors) und bringt das Liposom auf diese Weise direkt zum Zielgewebe. Im Unterschied zu den Stealth-Liposomen liegt daher ein aktives Drug Targeting vor. Die Verknüpfung zwischen Liposom und Antikörper erfolgt über Maleimid.
Kationische Liposomen werden zur Transfektion von Antisense-RNA oder Genen verwendet. Durch die kationische Ladung können die Liposomen besser mit der Zellmembran interagieren, was deren Aufnahme in die Zelle und den Zellkern erleichtert. Das Verfahren wird auch als Lipofektion bezeichnet.
In Wirklichkeit haben kationische Liposomen jedoch weniger die Form eines klassischen Liposoms, sondern bilden eher ein Addukt aus Nukleinsäure und Lipid.
Folgende Formen an Liposomen werden unterschieden:
Form und Größe der Vesikel sind von den Eigenschaften der sie umgebenden Phase und der genauen chemischen Zusammensetzung ihrer Membran abhängig. Die beste Verkapselungseffizienz für einen Wirkstoff haben MLVs, da bei diesen das Verhältnis von lipophiler zu hydrophiler Phase am größten ist.
Liposomen bestehen aus amphiphilen Molekülen; pharmazeutisch genutzte bestehen im speziellen aus Phospholipiden. Hierbei handelt es sich um ein Glycerol-Molekül, das mit zwei Fettsäuren und einem Molekül Phosphorsäure verestert ist. An der Phosphatgruppe können sich weitere Funktionalitäten befinden. Häufig werden folgende Stoffe verwendet:
Die Fluidität der Liposomenmembran nimmt großen Einfluss auf ihre Stabilität. Membranlipide können in einem flüssigkristallinen Zustand vorliegen, in dem die Membranbestandteile rasch lateral diffundieren können, und in einem gelkristallinen Zustand, in dem die laterale Diffusion eingeschränkt ist.
Bei Körpertemperatur sollten die Liposomen im gelkristallinen Zustand vorliegen - der Übergang zwischen den Zuständen wird durch die Schmelztemperatur beschrieben. Sie wird durch die Länge und den Sättigungsgrad der Fettsäuren, die Beschaffenheit der Kopfgruppen und den Anteil an Cholesterin bestimmt.
Zur Herstellung von Liposomen wurden diverse Verfahren entwickelt. Folgende Verfahren sind die am häufigsten angewandten:
Im Anschluss an die Herstellung werden die Liposomen in der Regel zerkleinert. Hierfür gibt es folgende Verfahren:
In manchen Fällen werden die Liposomen schon während der Herstellung mit Arzneistoff befüllt, wenn Lipide und Arzneistoff in der selben Flüssigkeit gelöst werden. Manchmal werden die Liposomen jedoch erst nach ihrer Herstellung mit dem Arzneistoff beladen. Dies kann mit folgenden Methoden geschehen:
Nach der Herstellung werden Liposomen meist gefriergetrocknet, um die Lagerstabilität gewährleisten zu können.
Liposomen werden hergestellt und mit bestimmten Arzneistoffen beladen. Die so entstehenden Arzneimittel werden als liposomal bezeichnet. Dies hat den Vorteil, dass der Wirkstoff dahin transportiert werden kann, wo er gebraucht wird. Dadurch sind in der Regel geringere Dosen notwendig - auch das Nebenwirkungsprofil wird günstig beeinflusst. Im Schutz der Vesikel transportiert, verlängert sich außerdem die Plasmahalbwertszeit der Wirkstoffe, die gleichzeitig vor einer verfrühten Metabolisierung geschützt werden.
Folgende Wirkstoffe werden bereits in Form von Liposomen appliziert:
Bauer, Frömmig, Führer: Pharmazeutische Technologie. Mit Einführung in die Biopharmazie. 10. Auflage, Stuttgart 2017
Diese Seite wurde zuletzt am 8. September 2020 um 18:28 Uhr bearbeitet.
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