2.4.1 Definição
Lipossomas são sistemas lipídicos dispersos constituídos frequentemente por fosfolípides, os quais em meio aquoso se organizam espontaneamente em bicamadas formando vesículas esféricas. Estas bicamadas circundam uma cavidade aquosa interna e se encontram envolvidas por um meio aquoso (Figura 2). Considerando que os lipossomas são constituídos por moléculas anfifílicas, os mesmos são capazes de encapsular substâncias hidrofílicas, lipofílicas e anfifílicas. Moléculas hidrofílicas são encapsuladas na sua cavidade interna, onde estão presentes os grupos polares dos fosfolípides. As substâncias lipofílicas são acomodadas na região apolar da bicamada e as anfifílicas ao longo de toda sua extensão, interagindo com a região apolar e polar. Estes sistemas lipídicos foram descritos, na década de 60, por Bangham e colaboradores (1965) como modelos de membranas biológicas. A utilização dos lipossomas como sistemas de liberação de fármacos foi proposta na década de 70. Entretanto, as primeiras formulações de lipossomas estudadas não produziram os resultados esperados, devido principalmente à instabilidade das vesículas, ao baixo teor de encapsulação dos fármacos e à escolha inadequada da via de administração. Sua utilização foi viabilizada após o entendimento das características de estabilidade e de interações desta forma farmacêutica (LASIC, 1998).
2.4.2 Classificação
As propriedades químicas e físico-químicas dos lipossomas variam de acordo com sua composição lipídica, diâmetro vesicular, lamelaridade, carga superficial e método de preparação.
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Figura 2 - Representação esquemática do lipossoma demonstrando uma cavidade aquosa (2) envolvida por uma bicamada lipídica (1). A bicamada lipídica, visualizada em maior aumento, mostrando a cabeça polar (região hidrofílica) e a cauda apolar (região hidrofóbica) dos fosfolípides. O nº3 representa o meio aquoso externo e nº4, a superfície de ligação de modificadores estruturais.
2.4.2.1 Lipossomas unilamelares e multilamelares
Os lipossomas são classificados de acordo com o diâmetro e número de bicamadas em (i) vesículas unilamelares pequenas (SUV), (ii) vesículas unilamelares grandes (LUV) e (iii) vesículas multilamelares (MLV). As vesículas unilamelares, formadas por uma bicamada única, são denominadas SUV quando possuem diâmetro compreendido entre 25-50 nm e LUV, quando são maiores que 100 nm (Figura 3). Os lipossomas multilamelares são formados por bicamadas sucessivas, separadas por compartimentos aquosos, com diâmetro compreendido entre 100-1000 nm (NEW, 1990; SAHOO, 2003).
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Figura 3 – Classificação de lipossomas quanto ao diâmetro e número de bicamadas (Adaptado de LASIC, 1998).
2.4.2.2 Lipossomas convencionais e de circulação prolongada
Na evolução do seu emprego como carreadores de fármacos, algumas alterações foram realizadas na estrutura básica dos lipossomas, as quais possibilitaram maior aplicação terapêutica devido às modificações das características de interação com os sistemas biológicos. Os lipossomas convencionais, quando administrados por via endovenosa, sofrem adsorção de proteínas séricas (opsoninas), ocasionando sua captura pelas células do sistema fagocitário mononuclear (SFM), sobretudo no fígado, baço e medula óssea. Foi observado que a incorporação, na membrana dos lipossomas, de lípides acoplados a polímeros de etilenoglicol (PEGs), altera sua interação com o ambiente, sendo o efeito mais importante o impedimento da captura pelos macrófagos e o prolongamento de sua presença na corrente sanguínea. Estes lipossomas, denominados lipossomas de circulação prolongada (Figura 4), permitem uma distribuição do fármaco para outros órgãos além daqueles do SFM (FONTES et al., 2005; TORCHILIN, 2007). Concentrações de 5-10 % de fosfatidiletanolamina acoplado a PEG (PE-PEG) de massa molecular compreendida entre 1000-2000 Da conferem excelente estabilidade físico-química, além da propriedade de circulação prolongada às formulações (ULRICH, 2002).
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Figura 4 – Representação esquemática dos lipossomas de circulação prolongada.
Antes do advento das formulações com polímeros hidrofílicos acoplados aos fosfolípides, foram utilizados lipossomas pequenos, com membrana rígida e neutros, como tentativa de redução da ação do SFM sobre os lipossomas. Entretanto, este tipo de lipossoma tem sérias desvantagens como sistema de liberação de fármacos, que incluem: pequeno volume interno de encapsulação, aumento do diâmetro das vesículas durante armazenamento, poucas substâncias disponíveis para este tipo de formulação e perfil farmacocinético dose- dependente (PAPAHADJOPOULOS; GABIZON, 1995).
2.4.2.3 Lipossomas pH-sensíveis P O O O -O NH3+ O O O H O CH3 CH3 H3C CH3 CH3 O O O HO P O O O -O H N O O O H O O OCH3 O ( )45 A B C
Figura 5 – Estruturas químicas de CHEMS (A), DOPE (B) e DSPE-mPEG2000 (C). PEG
37 O uso de lipossomas pH-sensíveis como sistemas de liberação de fármacos foi sugerido a partir da observação de que tecidos enfermos (tumores, inflamações e infecções) apresentam um pH menor do que os tecidos normais (GULINO et al., 1967), além do fato de que alguns tipos de vírus desenvolveram estratégias para aproveitar-se da acidificação do meio do lúmen endossomal para infectar células (SIMÕES et al., 2004). Estes lipossomas exibem transições de fases, características dos seus constituintes fosfolipídicos, que são responsáveis pela desestabilização das vesículas em meio ácido e são estáveis em pH fisiológico (pH 7,4).
Os lipossomas pH-sensíveis são constituídos por fosfolípides derivados da fosfatidiletanolamina (PE), como por exemplo, a dioleilfosfatidiletanolamina (DOPE). Estes derivados organizam-se em meio aquoso, à temperatura ambiente, sob a forma hexagonal, não sendo capazes de se apresentar na forma de vesículas (SIEGEL, 1986). A formação de lipossomas com estes fosfolípides requer a adição de agentes estabilizantes, normalmente lípides carboxilados, como o hemisuccinato de colesterila (CHEMS), que em pH fisiológico encontram-se sob a forma ionizada (Figura 5).
Figura 6 – Representação esquemática da organização estrutural de derivados da PE na ausência e na presença de CHEMS.
Estes estabilizantes são capazes de inserir-se entre as moléculas de fosfolípides, e o aparecimento de repulsões eletrostáticas entre os grupamentos carboxila, presentes no estabilizante, e os grupos fosfato dos fosfolípides, favorecem a organização lamelar (Figura 6), possibilitando a formação dos lipossomas. A exposição dos lipossomas pH-sensíveis a um
38 meio ácido resulta na protonação dos agentes estabilizantes, com consequente desestabilização das vesículas e a liberação do material encapsulado (OLIVEIRA et al., 2000).