آیا می‌دانید لیپوزوم‌ها با وجود ساختار ساده‌اشان دارای چه کاربرد‌های مهمی هستند؟

لیپوزوم‌ها درواقع وزیکول‌های لیپیدی ساده‌ای هستند که از مولکول‌های فسفولیپیدی تشکیل شده‌اند و شامل یک هسته‌ی آبی هستند که در میان یک یا تعداد بیشتری لایه‌ی فسفولیپیدي احاطه شده است. 

مولکول‌های فسفولیپیدی - که از گروه چربی‌ها هستند - از دو بخش «آب‌دوست» (Hydrophilic) و آب‌گریز (Hydrophobic) تشکیل شده‌اند:

• دم: یک ساختار غیرقطبی بلند و آب‌گریز، متشکل از دو زنجیره‌ی هيدروكربنی‌‌ (Hydrocarbon) (یک رنجیره‌ی اشباع و یک زنجیره‌ی غیراشباع)

• سر: ساختار قطبی و آب‌دوست (متشکل از گروه گلیسرول، گروه فسفات و گروه کولین)
بدین‌ترتیب فسفولیپید‌‌‌ها دارای انتهای قطبی و غیرقطبی هستند.


در‌صورتی‌که فسفولیپیدها را در آب پخش کنیم، به‌سرعت به یکدیگر متصل شده و به‌صورت غشایی دو‌لایه درمي‌آيند؛ هر کدام از اين‌ها شامل دو لایه‌ی صفحه‌ای لیپیدی است که سطوح غیرقطبی (آب‌گریز) آن در تماس با یکدیگر و سطوح قطبی (آب‌دوست) در تماس با محیط آبی هستند.

غشاها قسمت‌هایی آبی را – به‌همان صورتی که غشای سلول فضای داخلی سلول را احاطه می‌کند - دربرگرفته و ساختاری کره‌مانند ایجاد می‌کنند.
این بدان علت است که یک‌سر هر‌کدام از مولکول‌ها، محلول در آب است، درحالی‌که سر دیگر در آب نامحلول است. در واقع این غشای دولایه اساساً همان غشای سلول است که فاقد قسمت‌های پروتیینی است. لیپوزوم‌ها معمولاً برای مطالعه‌ي خصوصیات لیپید‌های دولایه استفاده می‌شوند. ویژگی لیپوزوم‌ها با تکنیک‌های متفاوتی نظیر پراش پرتو ایکس شناخته شده است.

کشف لیپوزوم‌ها بر این واقعیت مبتنی بود که با مخلوط کردن لیپید‌ها و دارو‌ها و تکان دادن سریع مخلوط به‌دست آمده توسط دستگاه‌های تکان‌دهنده‌ی فراصوت، قرص‌های بسیار ریزی از قطره‌هاي بسیار کوچک چربی به‌دست آمد که در آن، لایه‌های داروی محلول در آب بین لایه‌های چربی قرار گرفته بودند. هدف آن بود که با تزریق لیپوزوم‌ها به درون دستگاه گردش خون، آن‌ها توسط سلول‌های توموری انتخاب و جذب شوند؛ به‌دنبال شکسته شدن در محل سلول‌های توموری روی سلول‌های سرطانی پاشیده شده و آن‌ها را - بی‌آن‌که به سلول‌های سالم بدن آسیبی وارد سازند - نابود کنند.

پژوهشگران تلاش کرده‌اند با استفاده از لیپوزوم‌های حامل داروی ضد‌تومور که از دید سلول‌هاي مهاجم سیستم ایمنی فرد مبتلا در امان باشد محموله‌ی دارویی كشتن سلول را بر روی تومور‌های سرطانی بریزند. آزمایش‌‌‌های‌ صورت گرفته با این لیپوزوم‌ها در حیوانات مبتلا به سرطان، موفقیت‌امیز بوده است. طبیعتاً در صورت موفقیت‌ کاربرد این لیپوزوم‌ها در سرطان‌های انسانی، گام بلندی در راه درمان سرطان برداشته شده عوارض شیمی درمانی سرطان کاهش خواهد‌ یافت.

لیپوزوم‌ها برای اولین بار در سال 1340 (1961 ميلادي) توسط دكتر «الك بنقام» (Alec D. Bangham FRS) – که روی فسفولیپید‌ها و لخته شدن خون مطالعه کرده بود - در انگلستان تولید شد.
برخي از دلايل اصلي كه اساس کاربرد‌های وسیع ليپوزوم‌ها را در پژوهش‌هاي درمانی و زیستی پی‌ریزی کرده است به‌شرح ذيل است:

• تشابه ساختمان‌های دو‌لایه‌ی لیپوزوم با غشای سلول و توانایی محدود‌سازی مواد آب‌گریز و آب‌دوست به‌وسیله‌ی آن‌ها.

• ليپوزوم‌ها مي‌‌توانند دارو‌ها را به محل مورد نظر در بدن برسانند و نيز مانع از رسيدن آن‌‌ها به قسمت‌هاي حساس بدن شوند كه آن دارو براي‌شان سمي است.

• ليپوزوم‌ها مي‌‌توانند به‌عنوان منبع ذخيره عمل كرده و ماده‌ي به‌دام افتاده درون‌شان را به‌آرامي و طي زمان مشخص آزاد نمايند؛ بدين‌طريق در بازه‌ي زماني معين، ميزان دارو را در جريان خون كنترل كنند.

• دارو‌هايي كه درون ليپوزوم‌ها جاسازي مي‌شوند – به‌ويژه آن‌هايي كه در قسمت آبي دروني به‌دام مي‌افتند - از تأثير فاكتور‌هاي مضري كه در بدن ميزبان وجود دارد در‌امان مي‌مانند؛ اين امر موجب مي‌شود بيمار از تأثيرهاي مضر دارو در‌امان باشد.

• لیپوزوم‌ها مي‌‌توانند با تأثيرهاي متقابلي كه به شيوه‌هاي مختلف روي سلول‌ها‌ي هدف دارند به ورود دارو‌هايي كه در حالت آزاد قادر نيستند به سلول داخل شوند كمك كنند.

• ليپوزوم‌ها باعث افزايش اثر دارو مي‌شوند.

البته باید توجه داشت که ساختار لیپوزوم‌ها محدودیت‌های خاص خود را دارد که توضیح آن از این بحث خارج است.

لیپوزوم‌ها دارای حالت پویا (دینامیک)اند و با توجه به نوع بار، اندازه و ... ساختار‌های مختلفی به خود می‌گیرند. در‌واقع ليپوزوم‌ها داراي ساختار‌هاي متفاوتي هستند و به‌تناسب ساختارشان عملكرد‌هاي ويژه‌اي دارند.

«استفاده از ليپوزوم در تومورشناسي»

مثلاً به‌عنوان ابزار‌های بیوشیمیایی و بیوفیزیکی استفاده‌های بسیاری دارند. براي مثال:
- به‌عنوان ناقلی برای رساندن مواد محلول در آب و هم‌چنین مواد محلول در چربی به سلول هدف
- به‌عنوان «كمك‌كننده‌ي ايمونولوژيكي» (Immunological Adjutants)
- به‌‌عنوان پیش‌ماده برای مطالعه‌ی ویژگی‌های غشا.

لیپوزوم‌ها برای رساندن واکسن‌ها، آنزیم‌ها یا دارو‌ها (مثل انسولین و دارو‌های ضد‌سرطانی) به بدن استفاده می‌شوند. وقتی لیپوزوم‌ها برای رساندن دارو‌ها به‌کار می‌روند از سلول‌های سالم دربرابر سمیت دارو‌ها حفاظت كرده و از تمرکز دارو‌ها در بافت‌های آسیب‌پذیر (مثل کبد و کلیه) جلوگیری می‌نمايند. استفاده از این روش، تأثیرهايی نظير حالت تهوع، خستگی و کوفتگی و ریزش مو را کاهش داده و یا حذف می‌کند. لیپوزوم‌ها به‌خصوص در درمان بیماری‌هایی مؤثرند که روی فاگوسیت‌کننده‌های دستگاه ایمنی تأثیر می‌گذارند. این امر به این علت است که لیپوزوم‌ها تمایل دارند در فاگوسیت‌هایی که آن‌ها را به‌عنوان مهاجم خارجی تشخیص داده‌اند تجمع یابند. لیپوزوم‌ها هم‌چنین در ژن‌تراپي اهميت ويژه‌اي دارند و به‌طور آزمایشی برای حمل‌ ژن‌‌های نرمال به داخل سلول‌ها به‌منظور جایگزینی ژن‌های ناقص، معیوب و بیماری‌زا به‌کار برده ‌شده‌اند؛ بدين‌صورت كه از طریق لیپوزوم‌ها می‌توان «دي‌ان‌اي» (DNA) را تقریباً به‌طور اختصاصی به بافتی ویژه از بدن انتقال داد.

لیپوزوم‌ها گاهی اوقات در لوازم آرایشی نیز استفاده می‌شوند. (مثلاً در یک سری کرم‌های بهداشتی، برای مثال در نوعی کرم پوست از لیپوزوم استفاده شده است؛ کرم حاوی لیپوزوم ویتامین سي (Vitamic C) نمونه‌ای از این محصولات است.
نمونه‌اي از نحوه‌ی عملکرد این‌ها به صورت زير است:
مواد (مثلاً دارو هاي) محلول در آب، به محلول مائی‌ای اضافه می‌شوند که بین توده و تجمع سر‌های آب‌گریز به دام افتاده است. مواد محلول در چربی در لایه‌ی فسفولیپیدی جا داده‌ می‌شوند. . ( خصوصیات فیزیکی لیپوزوم‌ها از طرفی به نوع محصورسازی نیز ارتباط پیدا می‌کند. هنگامی که دارو‌های محلول درآب در لیپوزوم‌ها محصور می‌شوند، تغییری در خصوصیات فیزیکی لیپوزوم ایجاد نمی‌کنند و تأثیر متقابلی بین دارو و لیپوزوم وجود ندارد؛ ولی هنگامی‌که دارو‌های چربي‌دوست (Lipophilic) در غشای لیپوزوم قرار می‌گیرند ، در خواص فیزیکی آن‌ها مانند «تی سی» (TC) (دمایی را که در آن زنجیره‌های لیپوزوم از حالت منظم جامد به حالت نا منظم بلور مایع تبدیل می‌شود، دمای تغییر فاز می گویند (..تی سی..)؛ که با افزایش آزادی زنجیره‌های در چرخش و افزایش سطح غشا به ازای هر مولکول، همراه می‌باشد.)  تغییرات قابل ملاحظه‌ای ایجاد‌می کنند.)   پس از قرار‌دادن مواد (مثلاً دارو) مورد‌نظر درون لیپوزوم‌ها، روی سطح آن‌ها مولکول‌های پادتن ویژه قرار‌ داده‌ می شود که بافت یا اندام مورد‌نظر را شناسایی کند و به آن ملحق شده و مواد دارویی را در آن سلول‌ها آزاد‌ کند

سیستم‌های دارو‌رسانی عبارتند از رساندن دارو در زمان معین و با دوز کنترل‌شده،به اهداف دارویی خاص در بدن.این کار به نحو چشم‌گیری ایمن‌تر، و بسیار مؤثرتر از پخش دارو در تمام بدن است.یکی از مشکلاتی که وجود دارد این است که این اهداف در بدن ممکن است بسیار کوچک و پراکنده باشند.استفاده‌ی بهتر از دارو‌رسانی می‌تواند اجازه‌ی استفاده از روش‌های جدید درمانی را بدهد و مثلاً استفاده از دارو‌هایی که غیر از مورد مصرف آن، بسیار سمی باشند.سیستم‌های دارو‌رسانی برای اینکه قادر به رساندن دوز مورد‌نیاز دارو در زمان معین به سطح هدف باشند،از سیستم‌های طراحی‌شده‌ی نانومتری فعال یا غیرفعال استفاده می‌کنند. وسایل نانومتری نیز ممکن است به صورت دقیقی قادر به رساندن مواد به سلول‌ها می‌باشند.

 
پایداری و ذخیره سازی ليپوزوم‌ها:

1.پایدای شیمیایی لیپید‌ها ( به طور کلی فسفولیپید‌های اشباع‌شده در مقایسه با فسفولیپید‌های غیراشباع،کمتر در معرض تخریب و اکسیداسیون قرار می‌گیرند و لیپوزوم‌های پایدارتری ایجاد‌می کنند. کلسترول در کاهش پایداری لیپوزوم‌ها نقش دارد.
2.پایداری اندازه‌ی لیپوزوم
3.پایداری ساختماني
4.نگهداری محتویات محصورشده
5.تأثیرات مایعات بیولوژیکی بر نفوذ پذیری لیپوزوم‌ها