Multifungsional Liposom Dalam Penghantaran Obat Okular

Sistem penghantaran obat okular membutuhkan serangkaian karakteristik tertentu sesuai dengan struktur fisiologis mata, karena mata manusia merupakan organ yang sangat sensitif terhadap zat-zat eksogen seperti mikroorganisme dan obat-obatan. Untuk mengobati mata secara lokal, bentuk sediaan tetes mata adalah bentuk sediaan yang paling diinginkan karena kemudahan administrasi dan pertimbangan kepatuhan klinis  dari pasien. Namun, tetes mata konvensional sebagian besar tersedia dalam bentuk larutan yang memiliki efisiensi terapi terbatas karena memiliki bioavailabilitas yang rendah  disebabkan oleh eliminasi yang cepat di daerah permukaan mata, dimana setelah pemakaian secara cepat larutan obat diencerkan oleh air mata dan dikeringkan ke dalam nasolacrimal duct [1].

Penyakit retina seperti retinitis pigmentosa, diabetes retinopati dan degenerasi makula, dapat mengakibatkan kebutaan yang disebabkan oleh  kematian sel-sel retina. Penghantaran obat untuk jaringan okular dan segmen posterior mata seperti retina, choroids dan vitreous merupakan tantangan yang signifikan. Kurangnya penetrasi dan bioavailabilitas obat ke segmen posterior mata adalah masalah umum karena adanya hambatan biologis seperti kornea, konjungtiva dan lapisan air mata. Jadi sejauh ini, penghantaran yang paling umum untuk segmen posterior mata dan pentargetan obat ke retina yaitu dengan suntikan langsung ke dalam rongga vitreal. Namun metode ini dapat menyebabkan resiko komplikasi yang signifikan, seperti katarak, perdarahan vitreous dan ablasi retina, sehingga perlu dikembangkan sistem penghantaran lain tanpa menggunakan metode invasive [3, 2].

Dalam studi sebelumnya, menggunakan analisis fluorometric, menunjukkan
untuk pertama kalinya liposom dengan bahan yang sesuai  dalam formulasi tetes mata bisa bertindak sebagai pembawa yang menjanjikan untuk penghantaran obat ke retina. Liposom telah digunakan sebagai penghantaran obat dengan cara melindungi bahan aktif dari degradasi [7, 10].

Telah dikembangkan liposom dengan modifikasi permukaan menggunakan polimer kationik yang berfungsi untuk meningkatkan penyerapan masuknya obat ke dalam sel. Pada penelitian ini dilaporkan penerapan di modifikasi dengan poly-L-Lysine (PLL) untuk penghantaran obat ke retina dalam bentuk sediaan tetes mata. Poly-L-Lysine (PLL) adalah polipeptida kationik yang telah digunakan sebagai modifier untuk drug nano carriers dan telah menunjukkan peningkatan up take dari obat dengan meningkatkan permeabilitas berbagai senyawa. Selain itu, dilaporkan liposom yang memuat Natrium diklofenak dan dilapisi dengan chitosan telah digunakan sebagai obat tetes mata yang secara klinis efektif untuk mengobati peradangan mata pasca operasi dan nyeri setelah photorefractory keratectomy dan operasi katarak.  Ikatan chitosan pada pada permukaan lipid bilayer bisa memodifikasi mekanisme aksi liposom dan meningkatkan efisiensi dalam penghantaran obat mata. Kesimpulannya, liposom yang permukaannya di modifikasi memiliki potensi besar sebagai penghantaran obat okular, khususnya ke segmen posterior mata [1, 3].

Liposom yang memuat bromfenac (BRF) telah dibuat menggunakan metode gradien kalsium asetat. Efisiensi penjebakan BRF lebih besar 90% menggunakan metode ini daripada menggunakan metode hidrasi konvensional. Pelepasan BRF dari liposom tergantung pada lipid, fase dalam air dan  jumlah obat awal. Penyelidikan lebih lanjut diperlukan untuk mengevaluasi efisiensi penghantaran formulasi ini secara in vivo [9].

Penghantaran obat melalui tetes mata secara topikal ke segmen posterior mata telah lama menjadi salah satu dari tantangan terbesar pengembangan obat okular. Telah dikembangkan metode menggunakan liposom yang di buat dengan memanfaatkan Microfluidizer untuk menghasilkan ukuran nanopartikel yang disesuaikan (bahkan kurang dari 80 nm) dan kapasitas pemuatan tinggi plasmid DNA. Liposom secara fisik stabil selama beberapa bulan di suhu +4^oC. Pengujian secara in vivo menunjukkan liposom dengan diameter kurang dari 80 nm mampu menembus ke epitel pigmen retina sedangkan liposom dengan diameter 100 nm atau lebih di distribusikan pada endotel choroid. Kesimpulannya, Microfluidizer ini menghasilkan liposom kecil dalam bentuk sediaan tetes mata merupakan pilihan yang menarik untuk penghantaran obat ke jaringan segmen posterior mata [12].

Pada penelitian lain dibuat nanoscale liposom anionik yang memuat minocycline. Pada studi ini, diteliti kemampuan nanoliposome yang memuat minocycline (antibiotik) sebagai penghantaran secara subconjunctiva untuk pengobatan diabetes retinopaty. Selain itu, penghantaran okular dari nanoliposom minocycline dapat berpotensi mengurangi atau menunda klirens di dalam mata sehingga nanoliposom minocycline dapat diberikan secara local dan dengan demikian dapat menghindari first pass metabolism serta efek samping yang mengakibatkan menipisnya flora normal dalam usus. Selanjutnya liposom yang memuat antibiotik lain seperti ciprofloxacin (CPX)  telah dibuat dengan menggunakan teknik penguapan fase terbalik. Ciprofloxacin tetes mata yang tersedia saat ini, perlu diberikan 1-2 tetes setiap 15-30 menit pada infeksi akut dan 1-2 tetes harus diberikan 6 kali sehari atau lebih. Pembentukan kristal yang menumpuk di kornea menunjukkan penurunan konsentrasi obat yang terlarut dalam lapisan air mata dan mengakibatkan penurunan potensi bioavailabilitas obat. Hal ini membuat studi liposom bermuatan positif diperlukan untuk mengoptimalkan formulasi liposom CPX dengan efek berkepanjangan dan untuk mengobati bagian interior jaringan mata . Ofloksasin dalam sebuah penelitian dibuat sebagai sediaan topikal yang efektif secara in situ dalam bentuk sediaan liposom hidrogel termosensitif yang pelepasannya berkepanjangan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa liposom hidrogel termosensitif  yang memuat Ofloksasin secara in situ sangat stabil dan menghasilkan penembuasan transcorneal berkepanjangan dan dapat meningkatkan bioavailabilitas okular serta meminimalkan kebutuhan untuk seringnya administrasi dan dapat mengurangi efek samping dari penggunaan Ofloksasin okular [2, 4, 14].

Pengobatan penyakit yang mempengaruhi segmen posterior mata, seperti cytomegalovirus (CMV) retinitis, membutuhkan akses obat ke humor vitreous. Foskarnet dapat menghambat replikasi CMV. Enkapsulasi obat dalam liposom dimaksudkan tidak hanya untuk meningkatkan aktivitas dan untuk memperpanjang efek obat, tetapi juga untuk mengurangi toksisitas. Liposom dibuat dengan metode penguapan fase terbalik yang berhasil memuat  jumlah foscarnet (F) 63% wt. Difusi secara in vitro menunjukkan bahwa pelepasan foskarnet lebih lambat dan berkepanjangan ketika dibuat dalam bentuk liposom daripada larutan Foscarnet yang di komersialkan. pengujian secara in vivo menunjukkan bahwa liposom yang memuat foscarnet  lebih stabil dan dapat mempertahankan durasi terapetik dalam retina yaitu melebihi 72 jam serta dapat mencapai humor vitreous dengan tingkat yang memadai untuk mencapai terapi intravitreal dibandingkan dengan larutan Foscarnet yang di komersialkan. Telah dilaporkan bahwa liposom multilamellar mengandung acetazolamide lebih efisien daripada larutan acetazolamide dalam menurunkan tekanan intraokular dan telah dilaporkan pula bahwa bioavailabilitas okular dari gansiklovir dalam liposom yang di ujikan pada kelinci adalah 1,7 kali lipat lebih tinggi dari larutan gansiklovir [5,8].

              Penyakit neurodegeneratif macular terkait usia, seperti diabetes retinopati, retinitis pigmentosa dan kerusakan saraf optik yang terkait dengan glaukoma adalah beberapa gangguan penglihatan yang menimpa segmen posterior mata yang terjadi melalui berbagai mekanisme, misalnya, stres oksidatif, rangsangan asam amino (glutamat), nitrat oksida atau penurunan perfusi retina. Dari mekanisme tersebut, stres oksidatif yang mengarah ke pembentukan radikal bebas, merupakan penyebab utama untuk jalur neurotoksisitas dalam berbagai penyakit neurodegenerative akut dan penyakit neurodegenerative kronis [13].

                   Untuk mengoptimalkan efek protektif retina telah dilakukan pengembangan liposom berukuran submikron (ssLips) mengandung Edaravone untuk administrasi okular. Edaravone merupakan radikal scavenger yang kuat dan telah terbukti memiliki efek protektif terhadap cedera reperfusi iskemia cerebral dalam berbagai model hewan percobaan dan  dilaporkan menjadi kandidat untuk pengobatan penyakit retina. Pemuatan Edaravone ke ssLips memiliki efisiensi penjebakan sekitar 50 % dicapai dengan metode gradien kalsium asetat. Secara  in vitro dilihat kapasitas efek radical-scavenging dari ssLip yang memuat Edaravone dibuat dengan egg fosfatidilkolin (EPC-ssLip) dan La-distearoyl fosfatidilkolin (DSPC-ssLip) pada RGC-5 yaitu kelompok sel prekursor saraf yang dapat dibedakan dan menyerupai sel-sel ganglion retina. EPC-ssLip yang memuat Edaravone, menunjukkan scavenged radikal H₂O₂ intraseluler lebih kuat daripada DSPC-ssLip, meskipun hanya perbedaan kecil up take Edaravone ke dalam RGC-5. Secara in vivo model penyakit diinduksi menggunakan N-methyl-D-aspartate (NMDA) digunakan untuk melihat efek protektif retina pada tikus. EPC-ssLip yang memuat Edaravone secara signifikan mengurangi kematian sel pada ganglion sel layer (GCL) yang diinduksi dengan NMDA dibandingkan dengan Edaravone bebas. EPC-ssLip sangat menjanjikan untuk penghantaran Edaravone dalam mengobati penyakit yang disebabkan oleh stres oksidatif retina [13].

Sel-sel epitel pigment retina manusia menjadi target yang menjanjikan untuk penghantaran RNA (siRNA) yang dapat digunakan dalam pencegahan dan/atau pengobatan neovaskularisasi koroid dengan cara menghambat ekspresi faktor angiogenik; misalnya, dengan down regulasi ekspresi gen faktor pertumbuhan endotel vaskular. Telah di teliti lipid fungsional baru, DSPE-PEG-RAK, sebuah Arg (R)-Gly(G)-Asp (D) motif peptida yang terkonjugasi pada 1,2-distearoyl-sn-glisero-3-phosphoethanolamine-N-[maleimide (polyethylene glikol) -2000], disintesis untuk membuat liposom RGD-pegylated yang memuat siRNA, digunakan untuk meningkatkan penyerapan siRNA yang terenkapsulasi dalam sel epitel pigmen retina. Berbagai formulasi liposom,  dengan 1 mol% dan 5% mol lipid pegylated atau 1 mol% dan 5% mol lipid RGD-pegylated dibuat. Untuk pengujian sel epitel pigmen retina secara in vitro, liposom RGD-pegylated memiliki efisiensi penghantaran siRNA yang lebih tinggi, yaitu peningkatan empat kali lipat dibandingkan dengan liposom pegylated. Perbandingan dari berbagai liposom menunjukkan bahwa liposom dimodifikasi RGD 1 mol% memiliki sitotoksisitas yang rendah dan efisiensi penghantaran siRNA lebih tinggi dari liposom lainnya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa liposom RGD-pegylated dapat digunakan untuk penghantaran siRNA ke dalam sel epitel pigmen retina dengan reseptor integrin yang dimediasi oleh  endositosis untuk menghambat ekspresi faktor angiogenik [15].

Liposom sebagai sistem penghantaran obat okular telah menjadi metode yang menjanjikan dalam dekade terakhir dan kedepannya. Liposom adalah pembawa obat yang sangat biokompatibel dan biodegradable. Dalam penghantaran obat mata, liposom menawarkan keuntungan seperti retensi obat yang berkepanjangan dan peningkatan absorbsi obat. Penelitian di bidang kanker telah menunjukkan bahwa liposom yang permukaannya dimodifikasi dengan penambahan ligand dapat menargetkan sel-sel spesifik. Untuk pengembangan masa depan, pendekatan ini juga bisa digunakan untuk menghantarkan molekul terapeutik ke dalam retina dan meningkatkan efisiensi serta selektivitas pengobatan okular. Selain itu untuk aplikasi klinis dari pengembangan liposom In Situ Gel untuk pengobatan okular pada sukarelawan manusia harus dipelajari lebih lanjut [1, 6, 11].

DAFTAR PUSTAKA

1.      Li, n., Zhuanga, c., Wanga, m.,  Sunb, x., Niea, s., Pana, w., 2009. Liposome coated with low molecular weight chitosan and its potential use in ocular drug delivery. International Journal of Pharmaceutics. Vol. 379, p.131–138

2.      Kaiser, J., Imai, M, H.,  Haakenson, M, J, K., Brucklacher, R, M., Fox, T., Shanmugavelandy, S, S., Unrath, K, A., Pedersen, M, M., Dai, P., Freeman, Bronson, S, K., Gardner, T, W., Kester, M., 2013. Nanoliposomal minocycline for ocular drug delivery. Nanomedicine: Nanotechnology, Biology, and Medicine. p. 130–140

3.      Sasaki, H., Karasawa,K., Hironaka, K., Tahara, K., Tozuka, Y., Takeuchi, H., 2013. Retinal drug delivery using eyedrop preparations of poly-L-lysine-modified liposomes. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. Vol. 83, p. 364–369

4.      Taha, E, I., El-Anazi, M, H., El-Bagory, I, M., Bayomi, M, A., 2013. Design of liposomal colloidal systems for ocular delivery of ciprofloxacin. Saudi Pharmaceutical Journal

5.      Hironaka, K., Inokuchi., Y. Tozuka, Y., Shimazawa, M., Hara, H.,  Takeuchi, H., 2009. Design and evaluation of a liposomal delivery system targeting the posterior segment of the eye. Journal of Controlled Release. Vol. 136, p. 247–253

6.      Hea,W., Guoa, X., Fengc, M.,  Maob, N., 2013. In vitro and in vivo studies on ocular vitamin A palmitate cationic liposomal in situ gels. International Journal of Pharmaceutics. Vol.  458, p. 305– 314

7.      Fujisawaa, T., Miyaib, H., Hironakaa, K., Tsukamotoa, T., Taharaa, K., Tozukaa, Y., Ito, M., Takeuchia, H., 2012. Liposomal diclofenac eye drop formulations targeting the retina: Formulation stability improvement using surface modification of liposomes. International Journal of Pharmaceutics. Vol. 436, p. 564– 567

8.      Claro, C., Ruiz, R., Cordero, E., Pastor, M, T., Lo´ pez-Corte, L, F., nez-Castellanos, M, R, J., Lucero, M, J., 2009. Determination and pharmacokinetic profile of liposomal foscarnet in rabbit ocular tissues after intravitreal administration. Experimental Eye Research. Vol. 88, p.528–534

9.      Tsukamoto, T., Hironaka, K., Fujisawa, T., Yamaguchi, D., Tahara, K., Tozuka, Y., Takeuchi, H., 2013. Preparation of bromfenac-loaded liposomes modified with chitosan for ophthalmic drug delivery and evaluation of physicochemical properties and drug release profile. Asian Journal of Pharmaceutical Sciences. Vol. 104

10.  Baek, S, H., Park, S, J., Jin, S, E., Kim, J, K., Kim, C, K., Hwang, J, M.,  2009. Subconjunctivally injected, liposome-encapsulated streptokinase enhances the absorption rate of subconjunctival hemorrhages in rabbits.  European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. Vol. 72, p.546–551

11.  Bochot, A., Fattal, E., 2012. Liposomes for intravitreal drug delivery: A state of the art. Journal of Controlled Release. Vol. 161, p. 628–634

12.  Lajunen, T., Hisazumi, K., Kanazawa, T., Okada, H., Seta, Y., Yliperttula, M., Urtti., Takashima, Y., 2014. Topical drug delivery to retinal pigment epithelium with microfluidizer produced small liposomes. European Journal of Pharmaceutical Sciences. 

13.  Hironaka, K., Inokuchi, Y., Fujisawa, T.,  Shimazaki, H., Akane, M., Tozuka, Y., Tsuruma, K., Shimazawa, M., Hara, H.,  Takeuchi, H., 2011. Edaravone-loaded liposomes for retinal protection against oxidative stress-induced retinal damage. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. Vol. 79, p. 119–125

14.  Hosny, K, M., 2009. Preparation and Evaluation of Thermosensitive Liposomal Hydrogel for Enhanced Transcorneal Permeation of Ofloxacin. AAPS PharmSciTech. Vol. 10, No. 4,

15.  Chen, C, W., Lu, D, W., Yeh, M, K., Shiau, C, Y., Chiang, C, H., 2011. Novel RGD-lipid conjugate-modified liposomes for enhancing siRNA delivery in human retinal pigment epithelial cells. International Journal of Nanomedicine.