Liposome Based Drug Delivery Systems for Control of Microbial Biofilms


Albayrak A., Acartürk F.

Literatür Eczacılık Bilimleri Dergisi, vol.9, no.1, pp.77-89, 2020 (Peer-Reviewed Journal) identifier

Abstract

Biofilms are defined as a group of microorganisms that live in a gelled layer that they produce by adhering to a surface. The presence of biofilm poses great challenges for the use of conventional antimicrobials. Biofilm-related clinical infections include chronic otitis media, recurrent tonsillitis, chronic wounds, cystic fibrosis lung infections, urinary tract infections, chronic rhinosinusitis, dental caries and instrument-borne infections. Bacterial species are capable of producing more biofilm among all microorganisms than others. Most species, with their extracellular structures, protect microbes in their habitats and have excellent colonization ability even in adverse conditions. Use of broad spectrum antibiotics, neutropenia, parenteral nutrition, permanent catheters, immunosuppression, surgery, chemotherapy and radiotherapy are among the most important factors for fungal infections. The main problem in eliminating biofilms is the resistance to drugs currently used in the clinic. The slow and low penetration of the antibiotic into the biofilm, the chemical microenvironment changing in the biofilm and the expression of efflux pumps are among the causes of resistance. Therefore, it has become necessary to search for novel compounds and drugs with anti-biofilm activity. Liposomes are one of the important drug delivery systems used in many areas. Liposomes increase the bioavailability, biocompatibility and safety profile of the encapsulated drug. In this regard, liposomes are safe in treating a large number of microbial infections caused by biofilms and delivering drugs to the target. In this review, the effect of microbial biofilms on infectious diseases and the control and treatment of biofilms with liposome based drug delivery systems are summarized.
Biyofilmler, bir yüzeye yapışarak kendi ürettikleri jelsi bir tabaka içinde yaşayan mikroorganizmaların oluşturduğu topluluk olaraktanımlanmaktadır. Biyofilm varlığı geleneksel antimikrobiyallerin kullanımı için büyük zorluklar doğurmaktadır. Biyofilmle ilgili klinik enfeksiyonlara kronik otitis media, tekrarlayan tonsilit, kronik yaralar,kistik fibrozis akciğer enfeksiyonları, üriner sistem enfeksiyonları, kronik rinosinüzitler, diş çürükleri ve alet kaynaklı enfeksiyonlar örnek verilebilir. Bakteri türleri tüm mikroorganizmalar arasında diğerlerindendaha fazla biyofilm üretme kapasitesine sahiptir. Çoğu tür, hücre dışıyapılarıyla mikropları yaşam ortamlarında korumaktadır ve olumsuz koşullarda bile mükemmel kolonizasyon yeteneğine sahiptir. Geniş spektrumlu antibiyotiklerin kullanımı, nötropeni, parenteral nütrisyon, kalıcıkateterler, immünsupresyon, cerrahi, kemoterapi ve radyoterapi mantarenfeksiyonları için en önemli faktörler arasındadır. Biyofilmlerin ortadan kaldırılmasındaki ana problem, şu anda klinikte kullanılan ilaçlarakarşı oluşan dirençtir. Antibiyotiğin biyofilm içine yavaş ve düşük penetrasyonu, biyofilm içinde değişen kimyasal mikroçevre ve efluks pompalarının ekspresyonu direnç nedenleri arasındadır. Bu sebepleantibiyofilm aktivitesi olan yeni bileşiklerin ve ilaçların araştırılması zorunlu hâle gelmiştir. Lipozomlar, birçok alanda kullanılan önemli ilaçtaşıyıcı sistemlerden biridir. Lipozomlar enkapsüllenmiş ilacın biyoyararlılığını, biyouyumluluğunu ve güvenlik profilini artırmaktadır. Bubağlamda, lipozomlar biyofilmlerin neden olduğu çok sayıda mikrobiyal enfeksiyonu tedavi etmede ve ilaçların hedefe ulaştırılmasında güvenli platformlar sağlamaktadır. Bu derlemede, mikrobiyal biyofilmlerinenfeksiyon hastalıklarına olan etkisi ve lipozom bazlı ilaç taşıyıcı sistemlerle biyofilmlerin kontrolü ve tedavisi özetlenmiştir.