Liposomer och besläktade lipidstrukturer

Vår forskning fokuserar på grundläggande studier och bioanalytiska/farmaceutiska tillämpningar av nanopartiklar och ytor uppbyggda av lipider. Projekten är som regel inspirerade av biologiska eller medicinska/farmaceutiska frågeställningar.

Pågående studier inkluderar bland annat undersökningar med målsättning att förstå mer om de faktorer som styr och påverkar stabilitet och genomsläpplighet hos biologiska membran.  Andra projekt syftar till att utveckla liposomer och en ny typ av lipidpartiklar, så kallade lipodiskar, för formulering och transport av cancerläkemedel och antimikrobiella peptider. 

Liposomer är små ihåliga fettpartiklar uppbyggda av ett slutet lipidmembran. I levande celler fungerar de som behållare för ämnen och substanser som ska importeras eller exporteras genom cellmembranet och utnyttjas också för transport av substanser mellan cellens olika delar. Bildning och destruktion av proteiner och andra livsviktiga molekyler sker i liposomliknande strukturer, och cellmembranet som omsluter alla levande celler kan ses som en gigantisk liposom. I vår forskning utnyttjar vi konstgjorda liposomer för att studera processer som sker i eller mellan lipidmembran. Biologiskt viktiga frågeställningar är bl.a. hur det går till när ett lipidmembran öppnar sig, vad som avgör hur styvt och tätt membranet är, och vad som sker när två enskilda membran, vid så kallad fusion, smälter samman till ett. Vi använder också liposomer, och andra nära besläktade lipidpartiklar, som modeller vid studier av hur olika läkemedel, samt proteiner/peptider och andra biomolekyler, samverkar med och påverkar egenskaper och struktur hos biologiska membran. För vissa typer av studier har en ny typ av lipidpartiklar, så kallade lipodiskar, som vi utvecklat inom forskningsgruppen visat sig vara ett mycket fördelaktigt alternativ till liposomer.

Liposomer (A) är sfäriska ihåliga partiklar medan lipodiskar (B) har en platt, cirkulär struktur.

Liposomer och lipodiskar har egenskaper som gör dem intressanta också ur medicinsk och farmaceutisk synvinkel. Genom att variera lipidkompositionen och framställningsmetoden kan partiklarna anpassas till att transportera ett brett utbud av olika molekyler och substanser. Eftersom partiklarna kan konstrueras från oskadliga, kroppsegna, molekyler, är de mycket lämpliga som läkemedelsbärare. Med hjälp av nyligen utvecklade metoder kan liposomer och lipodiskar dessutom förses med målsökande molekyler. Med målsökarnas hjälp är det möjligt att rikta partiklarna specifikt till olika vävnader och celler, som till exempel cancerceller. I samarbete med medicinskt och farmaceutiskt inriktade forskningsgrupper driver vi flera projekt med syfte att utveckla liposomer och lipodiskar för formulering och transport av läkemedel. Vår forskning inom detta område inkluderar bl.a. ett projekt med fokus på målsökande lipodiskar för formulering och transport av svårlösliga cancerläkemedel. I ett annat projekt är målsättningen att utveckla lipodiskar för administrering av antibakteriella peptider. Det långsiktiga syftet är i detta fall att ta fram nya behandlingsalternativ som kan bidra till att lösa de stora problemen med antibiotikaresistenta bakterier.

Inom projekten utnyttjas bl.a. en speciell typ av elektronmikroskopi, så kallad kryo-transmissionselektronmikroskopi (kryo-TEM), som gör det möjligt att direkt avbilda t.ex. liposomer och lipodiskar. I våra studier kombinerar vi kryo-TEM med andra, mer indirekta, metoder som bygger på ljusspridning och fluorescensbaserade tekniker. 

Projekt och examensarbeten

Om du är intresserad av vår forskning och vill göra projekt eller examensarbete i vår grupp så skicka ett mejl till Katarina.Edwards@kemi.uu.se