Lipide, Krümmung und Nanomedizin

Die physikalischen Eigenschaften der lamellaren Lipid-Doppelschichtkomponente biologischer Membranen werden von einer Reihe thermodynamischer Kräfte kontrolliert, die zu insgesamt spannungsfreien Doppelschichten mit einem auffälligen lateralen Druckprofil und eingebauten Krümmungs-Stress-Instabilitäten führen, die lokal oder global in Form von morphologischen Veränderungen freigesetzt werden können. Insbesondere die durchschnittliche molekulare Form und die Neigung der verschiedenen Lipid- und Proteinsorten zur Bildung nicht-lamellarer und gewölbter Strukturen sind eine Quelle struktureller Übergänge und der Kontrolle biologischer Funktionen. Die Auswirkungen verschiedener Lipide, Sterole und Proteine auf die Membranstruktur werden diskutiert und es wird gezeigt, wie man die durch spezifische molekulare Agenzien wie Fettsäuren, Lysolipide und andere amphiphile Lösungen hervorgerufenen Krümmungs-Stress-Modulationen nutzen kann, um intelligente Wirkstoffabgabesysteme zu konstruieren, die durch enzymatische Auslösung über Krümmung funktionieren. Praktische Anwendungen: Das einfache Konzept der molekularen Lipidform und wie es die Struktur von Lipidaggregaten beeinflusst, insbesondere die Krümmung und den Krümmungsstress in Lipid-Doppelschichten und Liposomen, kann genutzt werden, um liposomenbasierte Wirkstoffabgabesysteme zu konstruieren, z. B. zur Verwendung als Nanomedizin in der Krebstherapie. Nicht-lamellar-bildende Lysolipide und Fettsäuren, von denen einige als Prodrugs gestaltet werden können, können durch Phospholipase-Aktion in erkranktem Gewebe erzeugt werden, wodurch eine gezielte Wirkstofffreisetzung und die Proliferation von molekularen Entitäten mit konischer Form ermöglicht werden, die die Permeabilitätsbarriere der Zielzellen durchbrechen und somit die Wirksamkeit erhöhen können.