Liposomes et leurs applications

Les liposomes sont constitués de phospholipides (par exemple, la lécithine) qui sont des molécules amphiphiles ayant une tête hydrophile et une queue lipophile. Lorsque ces phospholipides sont introduits dans un milieu aqueux, ils s'auto-assemblent en vésicules avec les extrémités polaires faisant face au milieu aqueux et les extrémités non polaires formant une bicouche – comme montré dans la Figure 1. En raison de cette propriété unique, ils peuvent contenir une grande variété de composants hydrophiles (dans le cœur hydrophile) et hydrophobes (dans la double couche hydrophobe).

Les liposomes et les nanoliposomes (liposomes à l'échelle nanométrique) peuvent être formés par une combinaison de triglycérides ou de mono/diglycérides et de phospholipides. En plus des molécules lipidiques et/ou phospholipidiques, les nanoliposomes peuvent contenir d'autres molécules, telles que des stérols, dans leur structure. Le stérol le plus couramment utilisé dans la fabrication des vésicules lipidiques est le cholestérol, qui aide à augmenter la stabilité des vésicules en réduisant la perméabilité de la membrane lipidique aux solutés [1]. Selon la taille et le nombre de couches, trois catégories principales de liposomes peuvent être identifiées (Figure 2) [2]:

• Petites vésicules unilamellaires (SUV) : bicouche phospholipidique unique, de 20 nm à 100 nm
• Larges vésicules unilamellaires (LUV) : bicouche phospholipidique unique, de 100 nm à 400 nm
• Vésicules multilamellaires larges (MLVs) : multiple bicouche de phospholipides, 500 nm à ~3000 nm

La caractérisation de la taille des liposomes est importante non seulement pour vérifier la stabilité mais aussi pour l'application finale. Dans le domaine des systèmes de délivrance de médicaments, le diamètre des liposomes peut affecter l'interaction cellulaire et l'absorption subséquente ainsi que la quantité de médicament encapsulé. Pour ces raisons, la taille des liposomes doit être surveillée pendant la phase de formulation afin de garantir qu'un produit possède les propriétés souhaitées. Après la génération de liposomes de la taille requise, d'autres tests peuvent être effectués pour étudier la stabilité dans différentes conditions (par exemple, température, pH, force ionique). Surveillance du processus de formulation
La formulation de liposomes peut être réalisée en utilisant différentes méthodes selon le diamètre de liposome souhaité. L'une des méthodes les plus courantes consiste en la dispersion de lipides dans un solvant organique, l'évaporation du solvant et la resuspension de liposomes secs dans des systèmes aqueux.  Dans les formulations pharmaceutiques (par exemple, les vaccins), les plus petits liposomes, tels que les SUV, sont souvent utilisés car leur petite taille réduit l'élimination de la circulation systémique. Par conséquent, ils circulent plus longtemps et ont une probabilité accrue d'exercer l'effet thérapeutique souhaité dans les tissus – bien que la capacité d'encapsulation soit limitée en raison de la taille des liposomes.  L'une des méthodes de formulation des SUV consiste à mélanger des tensioactifs et des lipides dans le solvant organique (par exemple, le dichlorométhane). Après l'élimination des tensioactifs, les lipides s'auto-assemblent pour former les liposomes. Le processus d'élimination des tensioactifs et de formation de liposomes peut être surveillé en utilisant à la fois la taille des particules et le potentiel zêta. La figure 3 montre les résultats de taille des particules obtenus avant et après l'élimination du tensioactif par dialyse. Le déplacement de la taille de 200 nm vers 60 nm indique la formation de SUVs. 

Surveillance de la stabilité
Certains des facteurs qui peuvent affecter la stabilité des liposomes sont le pH, la force ionique et la température. À des températures élevées inférieures à leur point de fusion final (Tm), ils subissent une transition de phase qui modifie leur perméabilité. À la température de transition gel-liquide cristallin (Tc), la bicouche lipidique perd son agencement ordonné, et sa fluidité augmente [1]. En même temps, la fusion des liposomes commence et l'agrégation se produit [4]. La figure 4 montre comment l'augmentation de la température entraîne une augmentation constante de la taille des liposomes.

Dès que les liposomes se forment, ils développent une charge de surface à l'interface en contact avec les milieux environnants, et le potentiel zêta peut être mesuré. Le potentiel zêta des liposomes fournit non seulement des informations sur les propriétés de surface (par exemple, cationique, anionique) mais aussi sur la stabilité ainsi que sur le destin dans un organisme vivant. En fait, les liposomes utilisés comme systèmes de délivrance de médicaments interagissent avec les membranes protéiques et pénètrent dans la cellule uniquement s'ils présentent la charge appropriée.  La figure 5 montre comment le potentiel zêta des liposomes et la taille des particules changent lors du retrait progressif du tensioactif. À la fin du processus, le diamètre des liposomes mesurés est de 60 nm, et la charge est légèrement négative. En fait, le tensioactif introduit des charges négatives sur les vésicules. En éliminant les tensioactifs, moins de charges négatives seront à l'interface vésicules/eau, et cela détermine une diminution de l'amplitude du potentiel zêta.