6ª aula

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Bibliografia 
•  Houslay M.D. & Stanley K.K., Dynamics of Biological membranes – Influence on synthesis, structure and 
function, John Wiley & Sons Cap. 7, (1982). 
•  Lodish H., Baltimore D., Berk A., Zipursky S.L., Matsudaira P., and Darnell J., Molecular Cell Biology (4ª 
Ed.), Freeman W.H. and Company (USA), Cap 15 (2000). 
•  Berg, Stryer, Tymoczko - Biochemistry (6th edition), Freeman W.H. and Company (USA), Cap 12 (2011). 
•  Nelson D.L., and Cox M.M., Lehninger – Principles of Biochemistry (4ª Ed.), Freeman W.H. and Company 
(USA), pp 406-408 (2005). 
•  Shechter E., Biochimie et biophysique des membranes. Aspects structuraux et fonctionnels (2º Ed.), 
Masson,Paris, pp 155-157 (1997). 
•  Transporte através das membranas biológicas. Difusão simples de moléculas através 
de bicamadas fosfolipídicas. Lei de Fick. Coeficiente de partição: métodos de avaliação 
e determinação quantitativa (exemplo prático). 
Lipossomas 
Preparação de lipossomas 
Lipossomas 
Lipossomas formam-se unicamente em soluçõe aquosas muito diluídas 
Extracção dos lípidps 
Frezard et al. Quim. Nova 28, 511 (2005)
Preparação de lipossomas 
Preparação de Lipossomas 
Representação da produção de lipossomas por hidratação lipídica seguida de vortex 
ou agitação manual 
Preparação de lipossomas contendo fármacos 
Preparação de lipossomas contendo fármacos 
Na área dermocosmética os lipossomas são utilizados, tanto para aumentar a incorporação 
de substâncias activas às células, quanto como veículo para liberação controlada de 
princípios ativos. 
Eles têm sido empregados na prevenção da queda de cabelos, promoção do crescimento 
capilar, desaceleração do processo de envelhecimento da pele, clareamento da pigmentação 
cutânea e prevenção e tratamento da lipodistrofia ginóide, etc. 
EM DERMOCOSMÉTICOS 
Aplicações 
Possíveis mecanismos de interacção dos lipossomas com células 
APLICAÇÕES DOS LIPOSSOMAS – dermocosmética 
A transferência ou troca de fosfolipídios tem um efeito especial em aplicações 
cosméticas, visto que os lipossomas podem alterar as propriedades da pele (rigidez, 
elasticidade) por fornecimento de fosfolipídios requeridos e outros componentes das 
membranas da pele. 
EM DERMOCOSMÉTICOS 
Aplicações 
Além disso, os lipossomas aumentam as concentrações do princípio activo nas 
camadas da pele (epiderme e derme), enquanto reduz a absorção sistémica. 
Outside of 
the cell.
Liposome
Inside of cell.
Inside of cell.
Drug releasing 
into cell
Drug content released into the cell 
Cell 
membrane 
Cell 
membrane 
Phospholipids of liposome are 
incorporated into cell 
membrane 
Principais vantagens de formulações tópicas de lipossomas : 
1) - De forma semelhante às células, os lipossomas podem armazenar substâncias hidrossolúveis em seu interior e 
substâncias lipofílicas e anfifílicas em suas membranas, onde as substâncias ativas ficam retidas para serem 
transferidas a outras membranas, como a pele; 
EM DERMOCOSMÉTICOS 
Aplicações 
2) - A maioria dos veículos convencionais não são eficazes para a administração de substâncias ativas através da pele 
devido a dificuldade de penetração pela camada córnea. Todavia, os lipossomas proporcionam uma penetração 
eficiente; 
•  Empregado também em produtos capilares, no tratamento dos fios do cabelo; 
Aplicações 
•  Na desaceleração no processo de envelhecimento da pele; 
•  No clareamento da pigmentação cutânea ; 
Aplicações 
•  Na prevenção e tratamento da lipodistrofia ginóide; 
•  Em cremes e leites; 
•  Em protetores solares e loções pós-sol; 
Aplicações 
Limitações relativas à utilização dos fármacos
  
Ausência de especificidade dos tecidos na acção do fármaco;
  
Os fármacos exercem a sua acção em muitos tecidos e não 
exclusivamente no orgão alvo - (EFEITOS TÓXICOS SECUNDÁRIOS);
  
Elevadas concentrações de fármaco
Lipossomas — vantagens! 
APLICAÇÕES DOS LIPOSSOMAS 
Drug Delivery 
Dificuldades!!! no uso de lipossomas na “entrega” dos fármacos
O revestimento endotelial dos vasos sanguíneos constitui 
uma barreira ao escape dos lipossomas administrados 
intravenosamente na circulação sanguínea 
Necessidade dos lipossomas permanecerem mais tempo na circulação ! 
Tumores 
Locais de inflamação 
Locais de infecção
Endotélio mais frágil 
 e 
mais permeável
Dificuldades!!! no uso de lipossomas na “entrega” dos fármacos
Os lipossomas sem modificação superficial ou se desintegram na corrente sanguínea
ou
circulam e são fagocitados pelos macrófagos do sistema retículo-endotelial no fígado 
e baço
Lipossomas “furtivos”
Lipossomas “convencionais”
Lipossomas “furtivos”
Uma fracção dos lípidos têm um polímero de polietilenoglicol (PEG) ligado às suas 
cabeças polares. Este polímero liga grande quantidade de água criando uma “nuvem” 
de água que envolve o lipossoma e o esconde do sistema imunológico.
Entrega de fármacos ao domicílio — CANCRO 
Doxorubicina – citostático 
Doxorubicina – quimioterápico 
Anemia, danifica as veias e o tecido no local da injecção, decresce as 
plaquetas e os glóbulos brancos e é tóxico para o 
Trata vários tumores 
Modificações nos lipossomas “furtivos” 
mantem a doxorubicina no sangue durante 50 horas em vez de 20 min 
(libertação lenta do fármaco) 
Aumenta a duração da acção e diminui a administração 
concentra-se nos tumores 
Doxil – *Aprovado pela FDA*
Doxil 
Doxil vs. Doxorubicina 
Classes de Lipossomas 
Convencional
 “Furtivo” (circulação prolongada)
Imuno
 Catiónico
Modulação das propiedades dos Lipossomas 
Aumento da estabilidade e do tempo de circulação in vivo 
Aumento da especificidade para os tecidos e células alvo 
Promoção da cedência intracelular das moléculas biologicamente activas 
Current liposomal drug preparations 
Type of Agents 
Examples
Anticancer Drugs
Anti bacterial
Antiviral
DNA material 
Enzymes
Radionuclide
Fungicides
Vaccines 
*Currently in Clinical Trials or Approved for Clinical Use
Hepatitis B antigen, Rabies virus glycoprotein
Amphotericin B*
In-111*, Tc-99m
Hexosaminidase A, Peroxidase
Duanorubicin,
Doxorubicin*, Cisplatin*
Triclosan, Ampicillin, peperacillin, rifamicin
AZT
cDNA - CFTR*
“Intervenção médica baseada na modificação do 
material genético de células” 
Revolução da Medicina!!! 
Como introduzir genes num organismo? 
Terapia Génica
Terapia Génica 
Modalidade terapêutica que consiste na introdução de 
material genético exógeno nas células alvo com o objectivo 
de corrigir ou eliminar ao nível molecular as causas de 
patologias que envolvam factores genéticos 
Transporte de material genético 
Vector – veículo que transporta e protege o material genético até 
à sua chegada a uma população alvo 
VIRAL NÃO VIRAL 
Retrovírus 
Adenovírus, etc 
Lipossomas 
Liposome-cell interaction. A | Drug-loaded liposomes can specifically (a) or nonspecifically (b) adsorb onto 
the cell surface. Liposomes can also fuse with the cell membrane (c), and release their contents into the cell 
cytoplasm, or can be destabilized by certain cell membrane components when adsorbed on the surface (d) 
so that the released drug can enter cell via micropinocytosis. Liposome can undergo the direct or transfer-
protein-mediated exchange of lipid components with the cell membrane (e) or be subjected to a specific or 
nonspecific endocytosis (f). In the case of endocytosis, a liposome can be delivered by the endosome into 
the lysosome (g) or, en route to the lysosome, the liposome can provoke endosome destabilization (h), which 
results in drug liberation into the cell cytoplasm. B | Liposomemodified with specific viral components (a) and 
loaded with a drug can specifically interact with cells (b), provoke endocytosis, and, via the interaction of viral 
components with the inner membrane of the endosome (c), allow for drug efflux into the cell cytoplasm (d). 
Fusogenic and stimuli-sensitive liposomes. A | Liposome membrane destabilization. 
After accumulation in required sites in the body, liposomes containing stimulisensitive 
components, such as lipids (a) in the membrane and drug (b) inside, and after being 
subjected to local action of the corresponding stimulus (such as pH or temperature), 
undergo local membrane destabilization that allows for drug efflux from the liposome 
into surroundings. B | Destabilization of endosomal membrane. After being 
endocytosed by the cell and taken inside the endosome, the liposome containing 
stimuli (pH)- sensitive components, such as lipids (a) in the membrane and drug (b) 
inside, can undergo pH dependent membrane destabilization and initiate the 
destabilization of the lysosomal membrane that allows for drug efflux into the cell 
cytoplasm. 
Cytoskeleton-specific immunoliposomes for drug and DNA delivery. Liposome (a) modified with 
cytoskeletonspecific monoclonal antibody (b) and loaded with DNA (c) or drug molecules (d) can 
specifically recognize the sites of sarcolemmal disruption (B), attach to these sites via the 
antibody-specific interaction with the exposed cytoskeletal antigen (C), and, on fusion with the 
cell, deliver drugs or DNA into the cell cytoplasm (D). 
Evolution of liposomes. A | Early traditional phospholipids ‘plain’ liposomes with water soluble drug (a) 
entrapped into the aqueous liposome interior, and water-insoluble drug (b) incorporated into the 
liposomal membrane. B | Antibody-targeted immunoliposome with antibody covalently coupled (c) to 
the reactive phospholipids in the membrane, or hydrophobically anchored (d) into the liposomal 
membrane after preliminary modification with a hydrophobic moiety. C | Long-circulating liposome 
grafted with a protective polymer (e) such as PEG, which shields the liposome surface from the 
interaction with opsonizing proteins (f). D | Long-circulating immunoliposome simultaneously bearing 
both protective polymer and antibody, which can be attached to the liposome surface (g) or, preferably, 
to the distal end of the grafted polymeric chain (h). E | New-generation liposome, the surface of which 
can be modified (separately or simultaneously) by different ways. Among these modifications are: the 
attachment of protective polymer (i) or protective polymer and targeting ligand, such as antibody (j); 
the attachment/incorporation of the diagnostic label (k); the incorporation of positively charged lipids (l) 
allowing for the complexation with DNA (m); the incorporation of stimuli-sensitive lipids (n); the 
attachment of stimuli-sensitive polymer (o); the attachment of cell-penetrating peptide (p); the 
incorporation of viral components (q). In addition to a drug, liposome can loaded with magnetic 
particles (r) for magnetic targeting and/or with colloidal gold or silver particles (s) for electron 
microscopy. 
  processo pouco específico;
  velocidade de difusão – dependente do 
gradiente 
 de concentração
Difusão simples 
Dimetilureia difunde-se 50x mais rapidamente do que a ureia na bicamada
Difusão simples 
V 
C1 – C2 
  Processo inespecífico 
  Proporcional ao gradiente de concentração 
V α proporcional à hidrofobicida 
V = P (C1 – C2) Lei de Fick 
P — Cte permeabilidade (cm s-1) 
C1 C2 
V = α C1 – C2 Lei de FICK 
V depende de vários factores espessura (da membrana) 
 solubilidade (na membrana) 
Difusão simples 
dn/dt = P. A (Caq1 – Caq2) 
F = quantidade de material n (em moles) que se difunde num dado 
 ponto por unidade de área e por unidade de tempo (seg). 
 (em moles s-1) 
Modificação da expressão de Fick – a veloc. de difusão é directamente proporcional 
ao gradiente (C1 – C2) , à área (A) e à P (Cte pemeabilidade)