Frezard et al. Quim. Nova 28, 511 (2005).

LIPOSSOMOS: PREPARAÇÃO E
CARACTERIZAÇÃO
Veja: J. Scott, May 17, 1999
Fosfolipideos
Grupos de cabeça polar
Glicerol de 3 carbonos
Que é um lipossoma?
– Vesícula esféricar com uma bicamada
fosfolipidica
Hidrofilico
Hidrofobico
Membrana celular
Usos de Lipossomas
Terapia de quelação para tratamento de envenenamento
com metais pesados
Substituição de enzimas
Imagens para diagnostico de tumores
Cosmeticos
Estudos de membranas
Liberação de fármacos
Por que usar lipossomas em
liberação de fármacos?
Farmacos de alvos dirigidos
Inativo: Lipossomas não modificados junto a sistemas
de tecidos específicos do sistema reticuloendotelial
Ativo: Lipossoma com alteração da superfície com ligantes
(anticorpos, enzimas, proteína A, açucares)
Físicos: temperatura ou lipossomas sensíveis a pH
Dirigidos ao sitio da ação
Por que usar lipossomas em
liberação de fármacos?
Farmocinética-eficacia e toxicidade
Mudanças de absorbância e biodistribuição
Liberar o fármaco na forma desejada
Resistência multifarmacos
Proteção
Diminui os efeitos colaterais
Mudanças onde o fármaco é acumulado no corpo
Protege o fármaco
Por que usar lipossomas em
liberação de fármacos?
Liberação
Afeta o tempo no qual o fármaco é liberado
Tempo prolongado-aumenta a duração da ação e
diminui a administração
Depende do fármaco e das propriedades do lipossoma
Composição do lipossoma, pH e gradiente osmótico e
do ambiente
Modos de interação de
Lipossomas/Células
Adsorção
Endocitose
Fusão
Transferência de lipídeos
Classes de Lipossomas
Convencional
Circulação extendida
Imuno
Catiônico
Lipossomas ajudam para
melhoras
Indice terapeûtico
Metabolismo rápido
Farmacocinética desfavoravel
Baixa solubilidade
Falto de estabilidade
Irritação
Desenho segundo o cliente
Conteúdo lipídico
Tamanho
Mudanção da superfície
Método de preparação
PREPARAÇÃOES DE
FARMACOS LIPOSSOMAIS
Tipo de agente
Anticancer
Anti bacterial
Antiviral
Material DNA
Enzimas
Radionucleoideos
Fungicidas
Vacinas
Exemplos
Duanorubicin, Doxorubicin*, Epirubicin
Methotrexate, Cisplatin*, Cytarabin
Triclosan, Clindamycin hydrochloride,
Ampicillin, peperacillin, rifamicin
AZT
cDNA - CFTR*
Hexosaminidase A
Glucocerebrosidase, Peroxidase
In-111*, Tc-99m
Amphotericin B*
Malaria merozoite, Malaria sporozoite
Hepatitis B antigen, Rabies virus glycoprotein
*Atualmente em Ensaios Clinicos ou Aprovados para uso Clínico
Reguladores de conductãncia
transmebrana de fibrosis cistica
Terapia gênica
Liveração de cDNA de “Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance
Regulator (CFTR)” para tecidos epitelial do sistema respiratorio
Lipossomas cationicos
Fusão a membrana celular e
incorpora cDNA na célula
(Complementary DNA (cDNA) is a doublestranded DNA version of an mRNA
molecule)
Ensaios clínicos – câmbios de sintomas
não significativos
Agora tratando virus adeno associados
Doxil
Quimioterapía da doxorubina
Anemia, danos as veias e tecidos na ejeção, diminui
plaquetas e leucócitos, tóxico ao
Trata lesões de sarcoma de Kaposi ou tumores
cancerosos
Modificação de lipossomas furtidos(“stealth”)
permite doxorubina no sangue por 50 h em vez de
20 minutos
concentrasse nas lesões KS e tumores
*Aprovado pela FDA em 1999*
Amphotericin B
Infecções sistêmicas fúngicas
em pacientes imuno comprometidos
AmB – mata células fuúgicas contendo ergosterol,
também mata células humanas contendo colesterol
Efeitos colaterais: Nefrotoxicidade, calafrios e febre
Fungizone - AmB com deoxicolato
Formulação Lipossomal de AmB
Razão Fosfolipideo:AmB
AmB
Colesterol – somente poucos
%moles
Lipid
Mecanismo exato de lipossomas ainda não totalmente
entendido
Difusão
Transferência de lipídeos
Diminui a toxicidade
Não diminui a efetividade do fármaco contra o fungo
Marcato e Durán, J. Nanosci. Nanotechnol. 8, 1-17 (2008).
Marcato e Durán
J. Nanosci. Nanotechnol.
8, 1-17 (2008).
Marcato e Durán, J. Nanosci. Nanotechnol. 8, 1-17 (2008).
REFERÊNCIAS
Journals
Allen, T.M. "Liposomal Drug Formulations: Rationale for Development and What We Can
Expect for the Future." Drugs 56: 747-756, 1998.
Allen, T.M. "Long-circulating (sterically stabilized) Liposomes for Targeted Drug Delivery."
TiPs 15: 214-219, 1994.
Allen, T.M. "Opportunities in Drug Delivery." Drugs 54 Suppl. 4: 8-14, 1997
Janknegt, R.. "Liposomal and Lipid Formulations of Amphotericin B." Clinical
Pharmacokinetics.
23(4): 279-291, 1992.
Kim, A. et al. "Pharmacodynamics of Insulin in Polyethylene Glycol-coated Liposomes."
Inter. J. Pharm.. 180: 75-81, 1999.
Marcato P.D. and Durán, N. “ New Aspects of Nanopharmaceutical Delivery Systems”. J. Nanosci.
Nanotechnol. 8: 1-17, 2008.
Quilitz, R. "Oncology Pharmacotherapy: The Use of Lipid Formulations of Amphotericin B in
Cancer Patients." Cancer Control.5:439-449, 1998.
Ranade, V.V. "Drug Delivery Systems: Site-Specific Drug Delivery Using Liposomes as
Carriers.“ Pharmacology. 29: 685-694, 1989.
Storm, G. and Crommelin, D.J.A.. "Liposomes:quo vadi?" PSTT 1: 19-31, 1998.
Taylor, K.M.G. and Newton, J.M. "Liposomes as a vecicle for drug delivery." British Journal of
Hospital Medicine. 51: 55-59, 1994
REFERENCIAS
Websites
James, John S. "Doxil Approved for KS." www.immunet. org.imminet/atn.nsf/page/a-235-03.
Wasan, Ellen. "Targeted Gene Transfer." Member.tripod.com/~rrishna/lipos1.html
"Introduction to Controlled Drug Delivery Systems." www5.bae.ncsu.edu/bae/reearch/blak…
k/otherprojects/drugDeliver_97/
http://www. Mssm.edu/medicine/thrombosis/phosphol.html
"Doxorubicin." http://tirgan.com/adria.htm
"Clinical Pharmacology Online." http://www.cponline.gsm.com/scripts/fullmono/showmono.
"Drugstore.com" http://www.drugstore.com/pharmacy/prices/Amphotec.
"Sequus' Doxil Becomes First Liposome Product Approved In U.S." www.slip.net/~mcdavis/
database/doxor_1
"Liposomes." www.collabo.com/liposom0.htm
Paustin, Timothy. “Cellular Membranes.”www.bact.wisc.edu/microtextbook/bacterialstructure/Membranegen.html
www.cbc.umn.edu/~mwd/cell_www/chapter2/membrane.html#PHOSPHOLIPIDS
Books
Jones, Macolm N. and Chapman, David. Micelles, Monolayers and Biomembranes. Wiley-Liss.
New York (1995).
Garrett, R. and Grisham C. Biochemistry, 2nd ed. Saunders Colleges Publishing. New York (1999). 264.
LIPOSSOMAS: PROPRIEDADES E
APLICAÇÕES
Frezard et al. Quim. Nova 28, 511 (2005).
Exemplos de lipideos
formadores de bicamadas
Frezard et al. Quim. Nova 28, 511 (2005).
Composição e
propriedades
fisico-químicas
Frezard et al.
Quim. Nova 28, 511
(2005).
Capacidade de encapasulação de ativos


Substâncias farmacologicamente ativas podem ser
incorporadas seja no compartimento aquoso interno
(substâncias hidrossolúveis), seja nas membranas dos
lipossomas (substâncias lipofílicas ou anfifílicas).
A taxa de encapsulação de uma substância em lipossomas
e a relação substância encapsulada/lipídeo são dois
parâmetros importantes que devem ser considerados na
escolha do método de preparação, sobretudo quando se
procura desenvolver uma composição farmacêutica. Esses
parâmetros podem ser otimizados através da escolha do
método de encapsulação e da manipulação da composição
lipídica da membrana. A taxa de encapsulação deverá ser
maximizada, pois é inversamente relacionada à quantidade
de substância não encapsulada que é perdida na maioria
das vezes. A relação fármaco/lipídeo deverá também ser
maximizada, visto que determina a quantidade de lipídeo a
ser administrada ao paciente. Assim, quanto menor for a
quantidade de lipídeo veiculada, menor serão os riscos de
efeitos colaterais associados aos mesmos.
Frezard et al. Quim. Nova 28, 511 (2005).

Teoricamente, taxas de encapsulação
próximas de 100% podem ser obtidas
com
substâncias
lipofílicas
incorporadas
na
membrana
dos
lipossomas. É o caso da anfotericina B
que,
no
produto
farmacêutico
AmBisome, é associada a lipossomas
pequenos (45-80 nm de diâmetro)
formados
de
fosfatidilcolina
hidrogenada, colesterol e de diestearoilfosfatidilglicerol (relação molar 2:1:0,8 e
relação fármaco/lipídeo = 1/10).
Frezard et al. Quim. Nova 28, 511 (2005).


Vale ressaltar que a capacidade de
substâncias
lipofílicas
serem
incorporadas na membrana de lipossomas
não é uma regra geral; no processo de
encapsulação, deve ser verificado se a
substância está efetivamente incorporada
na membrana e não simplesmente
adsorvida na sua superfície ou autoassociada na forma de microcristais em
suspensão com os lipossomas.
No caso das substâncias hidrossolúveis,
como os antimoniais pentavalentes, é
teoricamente impossível atingir níveis de
encapsulação de 100%, por causa da
necessária
co-existência
dos
compartimentos
aquosos
interno
e
externo.
Frezard et al. Quim. Nova 28, 511 (2005).
Fatores determinantes na cinética de
liberação do ativo encapsulado

LIPOSSOMA----- Ativo no compartimento
aquosso interno-----Ressuspenso em água---Liberação do ativo até atingir novo equilibrio

LIPOSSOMA--- Ativo na membrana do
lipossoma—a quantidade liberada do ativo
depende do coeficiente de partição do ativo entre
a membrana e a fase aquosa, assim como os
componentes desta fase
Frezard et al. Quim. Nova 28, 511 (2005).







O fluxo de um ativo atraves da membrana
dependerá da concentração o ativo no
compartimento aquoso interno (Ci) e do
coeficiente de permeabilidade do ativo através da
membrana (Ps) de acordo a lei de difusão simples
Js = PsCi
No caso de lipossomas unilaminares de
distribuição de tamanho homogëneo é
representada após integração como:
Ci = Cio exp (-3Ps t/Ri) onde
Cio e concentração interna do ativo no tempo zero
e Ri é o tamanho do lipossoma.
Logo, esta equação mostra que a cinética de
liberação do ativo por mecanismo de difusão
simples é monoexponencial e determinado pelo
coeficiente de permeabilidade do ativo e pelo
tamanho do lipossoma
ou seja> a menor coeficiente de permeabilidade
do ativo ou quanto maior tamanho do lipossoma,
mais lenta será a liberação do ativo.
Frezard et al. Quim. Nova 28, 511 (2005).




No caso das moléculas esfericas a constante
de difusão do ativo na membrana (Ds)
dependerá da viscosidade de acordo a
relação Stockes-Einstein
Ds = RT/6 N rm
Logo: Ativos de grande tamanho (Ds
pequeno) e elevada polaridade são retidas
no compartimento aquoso interno.
Logo: Ds é proporcional a viscosidade da
membranas e na fase gel reterão o ativo com
maior eficiencia que em mbranas na fase
cristal-liquido.
Frezard et al. Quim. Nova 28, 511 (2005).
Pressão osmótica


Bicamadas lipídicas são muito permeáveis
à água, existência de pressão osmótica
entre o meio interno e externo induzirá um
movimento de água por osmose através
da membrana.
Logo evitar preparar lipossomas com
pressão osmótica superior à externa,
levando a liberação do ativo
Frezard et al. Quim. Nova 28, 511 (2005).
ARMAZENAMENTO


O armazenamento na forma de suspensão
aquosa é incompatível com a estabilidade
para produtos farmacêuticos.
O armazenamento na forma liofilizada
representa uma alternativa viável, entretanto
deve ser incluído um agente crioprotetor para
evitar a fusão das membranas desidratadas e
evitar a liberação do ativo no momento da
reidratação.
Frezard et al. Quim. Nova 28, 511 (2005).
Administração em organismos
vivos

Quando administrado em organismos
vivos os lipossomas interagem com os
componentes dos fluidos biológicos o
que pode alterar a permeabilidade de
sua membrana e a velocidade de
liberação do ativo encapsulado.
Frezard et al. Quim. Nova 28, 511 (2005).
Oral: Sais biliares
são incorporadas na
membrana-transiçào
laminar a micelar
As membranas em fase cristal-liquido
serão desestabilizadas. So em fase gel
resistem parcialmente
Endovenosa:
Lipoproteinas
plasmáticas. So se
tem colesterol 30%
serão estaveis
Frezard et al. Quim. Nova 28, 511 (2005).
Interação lipossomas/células:
Influencia na biodisponibilidade da
substancia encapsulada


Enquanto a liberação do ativo em condições de
armazenamento é passiva e espontânea, sua
liberação in vivo a partir de lipossomas estáveis
será mediada essencialmente por células com
atividade endocitária.
Logo, a manipulação das características de
superfície representa um dos meios para
controlar sua interação com as células e a
velocidade de liberação do ativo nos organismos
vivos
Frezard et al. Quim. Nova 28, 511 (2005).
Lipossomas convencionais: fosfatidilcolina ou
de surfactantes não iônicos e de colesterol
Frezard et al. Quim. Nova 28, 511 (2005).
Níveis teciduais de antimonio em cães
FDELS: freeze-dried emty liposomes
Frezard et al. Quim. Nova 28, 511 (2005).
Aspectos tecnológicos dos
antimoniais
taxas maiores: fosofolipideos de
alta temperatura de transição
de fase (dipalmitoilfosfatidilcolina)
de colesterol e de fosfolipideo negativos
Frezard et al. Quim. Nova 28, 511 (2005).
Reverse phase evaporation vesicles
Frezard et al. Quim. Nova 28, 511 (2005).
Dehydration rehydration vesicles
Frezard et al. Quim. Nova 28, 511 (2005).
Frezard et al. Quim. Nova 28, 511 (2005).
AGRADECIMENTOS
REDE NANOTUB0S
DE CARBONO