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Finanzierung durch die
Regierung
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Diese
Erfindung wurde mit Regierungsunterstützung unter Zuschuss EY03373
vom National Eye Institute gemacht. Die US-Regierung besitzt gewisse Rechte
an der Erfindung.
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Hintergrund der Erfindung
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Gegenstand
der Erfindung sind therapeutische Ophthalmika und die lokale Verwendung
dieser Präparate
zur Behandlung einer Entzündung
der Augenoberfläche,
einschließlich
Meibomitis und der verwandten Augentrockenheitserkrankungen. Gegenstand
der Erfindung sind insbesondere topische ophthalmische Lösungen,
die Tetracyclin-Verbindungen zur Suppression der Entzündung der
Augenoberfläche,
einschließlich
Meibomitis, enthalten, während
die konjunktivalen Mucus enthaltenden Becherzellen erhalten bleiben
oder wiederhergestellt werden.
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Derzeit
werden zur Behandlung der okulären Rosacea,
einer Erkrankung, die durch eine Entzündung der Augenoberfläche gekennzeichnet
ist, und einer Reihe verschiedener verwandter Augenerkrankungen,
wie zum Beispiel Blepharitis, Meibomitis, Keratitis, konjunktivaler
Hyperämie
und Hyperämie des
Augenlids, systemische Tetracycline angewendet. Es wurden prospektive
Open-label-Studien veröffentlicht,
die eine mit der okulären
Rosacea einhergehende Abnahme der Blepharitis und der konjunktivalen
Hyperämie
nach systemischer Verabreichung von Tetracyclin beschreiben (1,
2). Die Behandlung der okulären
Rosacea mit systemischem Oxytetracyclin wurde auch in Doppelblindstudien
getestet, und es wurde ermittelt, dass sie bei der Induktion von
Remissionen wirksamer als Placebo war (3). Es wurde berichtet, dass
das Augenlid und die konjunktivale Hyperämie wie auch die damit einhergehende
Blepharitis in der Studie gut ansprachen.
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Basierend
auf diesen Studien und der klinischen Erfahrung wurden orale Tetracycline
zur Behandlung der Meibomitis, Blepharitis und der Entzündung der
Augenoberfläche
empfohlen (4, 5, 6). Meibomitis ist eine Erkrankung, gekennzeichnet
durch eine Entzündung,
die über
den Meibomschen Drüsen zentriert
ist. Wenn die Entzündung
den größten Teil des
Augenlids einschließt,
kann der allgemeine Terminus „Blepharitis" angewendet werden.
Wenn die Entzündung
die Konjunktiva einschließt,
trifft der Terminus „Konjunktivitis" zu. Wenn die Entzündung die Kornea
in Mitleidenschaft zieht, trifft der Terminus „Keratitis" zu. Die Augenoberfläche schließt die Augenlider, Kornea und
Konjunktiva ein. Vor kurzem wurde beobachtet, dass sich eine Meibomitis
und Entzündung
der Augenoberfläche
in einem Kaninchenmodell für
eine Dysfunktion der Meibomschen Drüsen entwickelten (7). Analoge
Befunde wurden bei Menschen berichtet (8, 9). Diese Studien zeigen, dass
Meibomitis zur Dysfunktion der Meibomschen Drüsen mit einem Verlust des Öls der Meibomschen Drüsen aus
dem Tränenfilm,
einer Steigerung der Verdunstung des Tränenfilms, einem Verlust von Wasser
aus dem Tränenfilm
und der Entwicklung des „Trockenen
Auges", einer Erkrankung
der Augenoberfläche,
führt.
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Im
vorstehend erwähnten
Kaninchenmodell für
die Dysfunktion der Meibomschen Drüsen erhöht der Verschluss des Ausgangs
der Meibomschen Drüsen
spezifisch die Osmolarität
des Tränenfilms
und senkt das Glycogen des kornealen Epithels und die Dichte der
konjunktivalen Becherzellen. Diese Verminderungen sind analog zu
denen, die mit der von der Erkrankung der Tränendrüsen (10, 11) ausgehenden Keratokonjunktivitis
sicca (allgemein als „Trockenes
Auge bekannt) gesehen werden. Die klinische Relevanz dieser Daten
erhielt weiter Unterstützung
durch Studien, die den Nachweis erbrachten, dass Patienten mit Meibomschen
Drüsen,
die aus der Studie ausschieden (Drop-outs), signifikant erhöhte Verdunstungsraten
des Tränenfilms
und der Osmolarität
des Tränenfilms
aufweisen (12).
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Genau
wie die Tetracycline bei der Behandlung der inflammatorischen Erkrankungen
der Augenoberfläche,
wie zum Beispiel der okulären
Rosacea, Meibomitis, Blepharitis, Konjunktivitis und Keratitis, wirken,
ist zuvor unbekannt gewesen. Es ist jedoch bekannt gewesen, dass
Tetracycline anderswo im Körper
potente antibakterielle Eigenschaften aufweisen, welche die Kollagenaseaktivität inhibieren
(15, 16, 17) und die Leukozyten-Chemotaxis (18, 19, 20, 21) und
Phagocytose (22) vermindern. Wenn es systemisch verabreicht wird,
tritt Tetracyclin in die Tränenflüssigkeit
ein (13) und konzentriert sich in den Becherzellen, um die Blutgefäße herum
und auf der externen Oberfläche
des Konjunktivaepithels (14). Die systemische Verabreichung von
Tetracyclin weist jedoch mehrere Nachteile auf. So führt sie
zum Beispiel oft zu unerwünschten
Nebenwirkungen, einschließlich
gastrointestinaler Reizung, vaginaler Hefeinfektion, Sonnenlichtempfindlichkeit
und systemischer allergischer Reaktionen.
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Es
ist demgemäß ein erfindungsgemäßer Gegenstand,
ein verbessertes Ophthalmikum zur lokalen Abgabe einer Tetracyclin-Verbindung
an die Augenoberflächen
bereitzustellen. Es ist ein anderer erfindungsgemäßer Gegenstand
eine ophthalmische Lösung
zur lokalen Abgabe einer Tetracyclin-Verbindung an okuläre Oberflächen bereitzustellen,
während
weitgehend normale Grade konjunktivaler Mucus enthaltender Becherzellen
aufrechterhalten bleiben oder wiederhergestellt werden. Es ist ein
weiterer erfindungsgemäßer Gegenstand,
eine Elektrolyt-basierende Tetracyclin-Formulierung für die simultane
Behandlung inflammatorischer Augenerkrankungen, wie zum Beispiel
Meibomitis und der damit einhergehenden Blepharitis und Augentrockenheitserkrankungen
bereitzustellen.
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Weitere
erfindungsgemäße Gegenstände werden
in der folgenden Beschreibung erkannt werden.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es
wurde ein Therapeutikum zur ophthalmischen Anwendung entwickelt,
das den Vorteil der Arzneimittelabgabe und der Behandlung oder Prävention
der Augentrockenheitserkrankung bereitstellt. Das Präparat enthält ein antiinflammatorisches Mittel,
wie zum Beispiel eine Tetracyclin-Verbindung in einer Elektrolyt-basierenden
Lösung,
die topisch an das Auge appliziert werden kann, wobei die Aufrechterhaltung
oder Wiederherstellung weitgehend normaler Konzentrationen von konjunktivalen
Mucus enthaltenden Becherzellen und kornealem Glycogen ermöglicht wird.
Das Ophthalmikum stellt folglich die Vorteile einer lokalen Tetracyclin-Abgabe
an Augenoberflächen
ohne eine weitgehende Abnahme von Mucus enthaltenden Becherzellen
oder kornealem Glycogen bereit, das in der Regel mit der Anwendung von
Standard-Ophthalmika einhergeht. Das Ophthalmikum stellt den weiteren
Vorteil der Steigerung der niedrigen Becherzelldichte und der kornealen
Glycogenspiegel bereit, die mit dem „Trockenen Auge", einer Erkrankung
der Augenoberfläche,
aufgrund einer Dysfunktion der Meibomschen Drüsen einhergehen. Im Gegensatz
dazu haben Standard-Ophthalmika in hierin beschriebenen Studien
gezeigt, dass sie den Verlust von Becherzellen und kornealem Glycogen exazerbieren.
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Im
Allgemeinen enthält
das Ophthalmikum eine wässrige
Lösung
einer Tetracyclin-Verbindung in einer Menge, die zur Behandlung
einer Augenerkrankung, gekennzeichnet durch eine Entzündung der
Augenoberfläche
mit oder ohne Augentrockenheit ausreicht. Das Präparat schließt bevorzugt
auch ein Gleichgewicht von Elektrolyten ein, das in der natürlichen
Tränenflüssigkeit
gefunden wird, das zur Aufrechterhaltung, Funktion und Reparatur
der Augenoberfläche
erforderlich ist. In bevorzugten Ausführungsformen liegen diese Elektrolyte
in Mengen vor, die zur Aufrechterhaltung oder Wiederherstellung
weitgehend normaler konjunktivaler Becherzellzahlen und kornealer
Glycogenkonzentrationen ausreichen, wodurch Mucus vermittelte Lubrikation
und das Potenzial zur normalen Heilung aufrechterhalten werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Tetracyclin-Verbindung
in Lösung 15
enthalten, die in US-Patent Nr. 4,911,933 beschrieben ist.
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Die
wichtigsten erfindungsgemäß eingesetzten
Elektrolyte schließen
Natrium und Chlorid, in Kombination mit geringeren Mengen Kalium
und Bicarbonat ein, sind aber nicht darauf beschränkt. In der
Regel liegen diese Elektrolyte in den folgenden Konzentrationsbereichen
vor:
Kalium zwischen ca. 22,0 bis 43,0 Millimol pro Liter (mM/l),
bevorzugt zwischen ca. 23,0 bis 42,0 mM/l;
Bicarbonat zwischen
ca. 29,0 bis 50,0 mM/l, bevorzugt zwischen ca. 31,0 bis 48,0 mM/l;
Natrium
zwischen ca. 130,0 bis 140,0 mM/l, bevorzugt zwischen ca. 131,0
bis 139,0 ml/l; und
Chlorid zwischen ca. 118,0 bis 136,5 mM/l,
bevorzugt zwischen ca. 124,0 bis 136,0 mM/l.
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Zusätzliche
Elektrolyte, die in dem Ophthalmikum in Kombination mit den vorstehend
aufgelisteten Elektrolyten eingesetzt werden können, schließen Calcium,
Magnesium und Phosphat ein, sind aber nicht darauf beschränkt. Diese
Elektrolyte liegen in der Regel in den folgenden Konzentrationsbereichen
typischerweise vor:
Magnesium zwischen ca. 0,3 bis 1,1 mM/l,
bevorzugt zwischen ca. 0,5 bis 0,6 mM/l,
Calcium zwischen ca.
0,5 bis 2,0 mM/l bevorzugt zwischen ca. 0,6 bis 0,8 mM/l und
Phosphat
zwischen ca. 0,8 bis 2,2 mM/l, bevorzugt zwischen ca. 1,8 bis 2,0
mM/l.
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Die
Konzentration der Tetracyclin-Verbindung variiert abhängig von
der Art und dem Schweregrad der zu behandelnden Entzündung der
Augenoberfläche
und der verwendeten spezifischen Tetracyclin-Verbindung. Die Konzentration
für Tetracyclin in
Lösung
liegt im Allgemeinen im Bereich von ca. 0,125% bis 2%, wenn die
Lösung
isotonisch ist oder Istonie erreicht. Jede geeignete Tetracyclin-Verbindung
(einschließlich
Tetracyclin-Derivaten, Analoga und Salzen davon), die im Stand der
Technik bekannt sind, wie zum Beispiel die in näherer Einzelheit nachstehend
beschriebenen, können
verwendet werden.
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Erfindungsgemäße Ophthalmika
können
in den Verfahren zur Behandlung von Augenerkrankungen, gekennzeichnet
durch eine Entzündung
der Augenoberfläche,
wie zum Beispiel Meibomitis oder eine Rötung der Augenoberfläche, verwendet
werden. Das Präparat
wird in der Regel topisch auf die Oberfläche des Auges in einer Menge
appliziert, die zur Behandlung der Erkrankung ausreicht. Das Ophthalmikum
kann auch zur simultanen Reduktion der Entzündung der Augenoberfläche und
Trockenheit basierend auf dem Vorliegen einer aktiven Tetracyclin-Verbindung
in einer wässrigen
Lösung,
enthaltend das notwendige Elektrolytgleichgewicht zur Aufrechterhaltung,
Funktion und Reparatur der Augenoberfläche verwendet werden. Das Ophthalmikum
kann weiter die konjunktivalen Becherzellen und das korneale Glycogen,
die in der Regel bei Erkrankungen des Trockenen Auges verarmt sind,
aufrechterhalten oder wiederherstellen.
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Diese
und andere erfindungsgemäße Ausführungsformen
werden aus der folgenden ausführlichen
Beschreibung und den Arbeitsbeispielen erkannt werden.
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Kurze Beschreibung der
Figuren
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1 ist eine graphische Darstellung,
die Leukozytendichten im Epithel der Conjunctiva tarsi von (links
nach rechts) (a) normalen Kontrollkaninchen, (b) unbehandelten Kontrollkaninchen
mit Meibomitis/Dysfunktion der Meibomschen Drüsen, (c) mit Tetracyclin in
Kochsalzlösung
(verabreicht intramuskulär
(IM) behandelten Kaninchen, (d) Kaninchen, die mit Tetracyclin-Augentropfen
in Leichtmineralöl
in Form von AchromycinTM (topisch verabreicht), behandelt
wurden, und (e) mit Tetracyclin in Lösung 15 (topisch verabreicht)
behandelte Kaninchen zeigt.
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2 ist eine graphische Darstellung,
die Leukozytendichten in konjunktivalem Stroma von (a) normalen
Kontrollkaninchen, (b) unbehandelten Kontrollkaninchen mit Meibomitis/Dysfunktion
der Meibomschen Drüsen,
(c) mit Tetracyclin in Kochsalzlösung
(intramuskulär
(IM) verabreicht) behandelten Kaninchen, (d) Kaninchen, die mit
Tetracyclin-Augentropfen in Leichtmineralöl in Form von AchromycinTM (topisch verabreicht) behandelt wurden,
und (e) mit Tetracyclin in Lösung
15 behandelte Kaninchen (topisch verabreicht) zeigt.
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3 ist eine graphische Darstellung,
die Leukozytendichten in Meibomschen Drüsen und der Tarsalplatte von
(a) normalen Kontrollkaninchen, (b) unbehandelten Kontrollkaninchen
mit Meibomitis/Dysfunktion der Meibomschen Drüsen, (c) mit Tetracyclin in
Kochsalzlösung
behandelten Kaninchen (intramuskulär (IM) verabreicht), (d) Kaninchen,
die mit Tetracyclin-Augentropfen in Leichtmineralöl in Form
von AchromycinTM (topisch verabreicht) behandelt
wurden, und (e) mit Tetracyclin in Lösung 15 behandelten Kaninchen
(topisch verabreicht) zeigt.
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4 ist eine graphische Darstellung,
welche die Wirkung der folgenden Tetracyclin-Formulierungen auf
die konjunktivale Becherzelldichte in einem Kaninchenmodell für Meibomitis/Dysfunktion der
Meibomschen Drüsen
zeigt: (a) Tetracyclin in Kochsalzlösung (intramuskulär (IM) verabreicht),
(b) Tetracyclin-Augentropfen in Leichtmineralöl in Form von AchromycinTM (topisch verabreicht) und (c) Tetracyclin
in Lösung
15 (topisch verabreicht).
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5 ist eine graphische Darstellung,
welche die Wirkung der folgenden Tetracylin-Formulierungen auf korneales
Glycogen in einem Kaninchenmodell für Meibomitis/Dysfunktion der
Meibomschen Drüsen
zeigt: (a) Tetracyclin in Kochsalzlösung (intramuskulär (IM) verabreicht,
(b) Tetracyclin-Augentropfen in Leichtmineralöl in Form von AchromycinTM (topisch verabreicht) und (c) Tetracyclin
in Lösung
15 (topisch verabreicht).
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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Ein
erfindungsgemäßes therapeutisches Ophthalmikum
kombiniert mindestens eine Tetracyclin-Verbindung in einer Elektrolyt-basierenden
wässrigen
Lösung
zur lokalen Behandlung einer Entzündung beider Augenoberflächen und
verwandter Augentrockenheitserkrankungen.
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Wie
hierin verwendet, verweist der Begriff „eine Tetracyclin-Verbindung" auf alle bekannten
Tetracycline, Tetracyclin-Analoga, Abbauprodukte und Derivate davon
(z. B. HCl-Derivate davon). Diese Verbindungen sind im Stand der
Technik gut bekannt, primär
wegen ihrer potenten antibakteriellen Eigenschaften und schließen Methacyclin,
Oxytetracyclin, Minocyclin, Demeclocyclin, Doxycyclin, Tetracyclin, Chlortetracyclin
und Salze davon ein, sind aber nicht beschränkt darauf. Diese Tetracyclin-Verbindungen werden
durchweg in der Literatur, zum Beispiel im Merck Manual (z. B. 15.
Auflage (1987), S. 38–39) beschrieben,
wobei der Inhalt davon unter Bezugnahme hierin eingeschlossen ist.
Es ist bevorzugt, dass das Tetracyclin nicht hoch photosensitiv
ist. In dieser Hinsicht sind Tetracyclin und Minocyclin (wie auch
Hydrochlorid-Derivate davon) bevorzugt (Li et al. (1987) Biochem.
Biophys. Res. Commun. 146: 1191). Vom funktionellen Standpunkt her
gesehen sind bevorzugte Tetracyclin-Verbindungen zur erfindungsgemäßen Verwendung
zur Inhibition der Leukozyten-Chemotaxis fähig. Die vorstehend erwähnten Tetracyclin-Verbindungen
sind gewerblich erhältlich,
zum Beispiel von der Sigma Chemical Corp., St. Louis, Mo.
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Im
Gegensatz zu im Stand der Technik bekannten topischen Salben und
auf Öl
basierenden Trägern
ist die erfindungsgemäße Tetracyclin-Verbindung
in einer wässrigen
Lösung,
die bevorzugt Elektrolyte enthält,
formuliert. Geeignete Konzentrationen der Tetracyclin-Verbindung
in Lösung
schließen
die ein, die der antiinflammatorischen Potenz des Tetracyclins in
einem Konzentrationsbereich zwischen ca. 0,125% und 2%, wenn die
Lösung
isotonisch ist oder Isotonie erreicht, äquivalent sind.
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Das
Präparat
schließt
bevorzugt auch ein Elektrolytgleichgewicht gleichzeitig ein, das
in der natürlichen
Tränenflüssigkeit
gefunden wird, die zur Aufrechterhaltung, Funktion und Reparatur
der Augenoberfläche
erforderlich ist. In bevorzugten Ausführungsformen liegen diese Elektrolyte
in Mengen vor, die zur Aufrechterhaltung oder Wiederherstellung
der kunjunktivalen Becherzellen und des kornealen Glycogens ausreichend
sind, wodurch die Mucus vermittelte Lubrikation und das Potenzial
zur normalen Heilung aufrechterhalten wird. Dies ermöglicht die
topische Applikation des Präparates
auf Augenoberflächen,
bevorzugt ohne weitgehende Reduktion der Dichte der konjunktivalen
Mucus enthaltenden Becherzellen oder Konzentrationen des kornealen Glycogens.
Becherzellen bilden eine kritische Schicht des Tränenfilms,
wobei sie für
die Augenoberfläche
Lubrikation bereitstellen und eine wichtige Rolle im System spielen,
das Fremdkörper,
die in das Auge eindringen können,
einfängt
und sie unverzüglich
entfernt. Korneales Glycogen ist die Energiequelle für den Gleitabschnitt
bei der kornealen Wundheilung. Ihre Erhaltung spielt deshalb bei
der Aufrechterhaltung der Gesundheit der Augenoberflächen eine wichtige
Rolle.
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Der
Begriff „Entzündung der
Augenoberfläche", wie hierin verwendet,
schließt
jedwede inflammatorische Erkrankung ein, welche die Augenoberfläche in Mitleidenschaft
zieht. Die Augenoberfläche
schließt
die Augenlider, Konjunktiva und Kornea ein. Entzündung bezieht sich auf die
Infiltration weißer
Blutkörperchen
oder Leukozyten, die mit einer Zellverletzung einhergehen. Entzündungserkrankungen
der Augenoberfläche,
die mit dem erfindungsgemäßen Ophthalmikum
behandelbar sind, manifestieren sich in der Regel durch Zeichen
und Symptome, wie zum Beispiel Augenrötung oder -reizung. Diese Erkrankungen
schließen
zum Beispiel Meibomitis, Blepharitis, konjunktivale Hyperämie, Hyperämie des Augenlids,
Keratitis und okuläre
Rosacea ein.
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Wie
hierin verwendet, schließt
der Begriff „Trockenheit
der Augenoberfläche" jedwede Augenerkrankung
ein, die in einem Wasserverlust aus dem Tränenfilm resultiert. Derartige
Erkrankungen können
im Allgemeinen durch erhöhte
Osmolarität des
Tränenfilms
und einer Abnahme der Konzentrationen des kornealen Glycogens und
der konjunktivalen Mucus enthaltenden Becherzellen gekennzeichnet
sein. Die Trockenheit der Augenoberfläche kann von einer Anzahl verschiedener
Erkrankungen resultieren, einschließlich zum Beispiel einer Dysfunktion der
Meibomschen Drüsen
und einer Stenose oder einem Verschluss der Öffnung der Meibomschen Drüse.
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Wie
zuvor hierin beschrieben, gehen Entzündungserkrankungen der Augenoberfläche häufig mit einer
Trockenheit und Reizung der Augenoberfläche einher. Tiermodelle für solche
kombinierten Augenerkrankungen wurden hergestellt und können zum
Testen der Wirksamkeit der hierin bereitgestellten Ophthalmika verwendet
werden. So wurde zum Beispiel ein Kaninchenmodell für Meibomitis
und die Dysfunktion der Meibomschen Drüsen entwickelt (7). In diesem
Tiermodell resultiert der Verschluss der Öffnung der Meibomschen Drüsen in der
Entwicklung einer Entzündung
um die Meibomschen Drüsen
(d. h. Meibomitis), Entzündung
in den Augenlidern (Blepharitis), Entzündung in der Konjunktiva (Konjunktivitis und
in einer Erhöhung
der Osmolarität
der Tränenflüssigkeit
und eine Abnahme der Konzentrationen des kornealen Glycogens und
der Zahl konjunktivaler Mucus enthaltender Becherzellen. Wie in
den nachstehenden Beispielen nachgewiesen wird, behandeln erfindungsgemäße Ophthalmika
wirksam die Entzündung
beider Augenoberflächen
(d. h. Meibomitis) und die damit einhergehende Trockenheit der Augenoberfläche (erhöhte Osmolarität des Tränenfilms,
verminderte Becherzelldichte und reduziertes korneales Glycogen),
die durch dieses Tiermodell dargestellt wurde. Es wird erkannt,
dass Testergebnisse unter Verwendung von Kaninchen eine enge Korrelation
mit Menschen aufweisen und dass die Ergebnisse folglich auf Menschen übertragen
werden können.
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Erfindungsgemäße Ophthalmika
schließen wässrige Lösungen ein,
die eine oder mehr Tetracyclin-Verbindung(en) enthalten, die kollektiv
in einer Menge vorliegen, die zur Behandlung der Entzündung der
Augenoberfläche,
wie zum Beispiel der Meibomitis oder der Rötung der Augenoberfläche ausreicht.
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In
bevorzugten Ausführungsformen
schließen
die erfindungsgemäßen Ophthalmika
zusätzlich zu
einem oder mehr Tetracyclin(en) ein Elektrolytgleichgewicht ein,
das in Tränenflüssigkeit
natürlich gefunden
wird. Diese Elektrolyte schließen
hauptsächlich
bedeutende Mengen Natrium und Chlorid und geringere Mengen Kalium
und Bicarbonat ein. Das Präparat
kann auch andere natürlich
vorkommende Elemente der Tränenflüssigkeit,
wie zum Beispiel Proteine, Enzyme, Lipide und Metaboliten enthalten,
wie in US-Patent Nr. 4,911,933 beschrieben wird. Kalium liegt in
der Regel bei einer Konzentration von ca. 22,0 bis 43,0 mM/l vor,
das Bicarbonat liegt bei einer Konzentration von ca. 29,0 bis 50,0
mM/l vor, das Natrium liegt bei einer Konzentration von ca. 130,0
bis 140,0 mM/l vor, und das Chlorid liegt bei einer Konzentration
von ca. 118,0 bis 136,5 mM/l vor. Die Osmolarität der resultierenden Lösung liegt
bevorzugt im Bereich von ca. 296 bis 325 mOsm/kg, zur Herbeiführung angemessener
therapeutischer Verdünnungen
oder Konzentrationen kann dem Präparat
jedoch Wasser zugefügt
oder aus dem Präparat entfernt
werden.
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Das
Ophthalmikum kann weiter gegebenenfalls Calcium, Magnesium und Phosphat
einschließen.
In derartigen Ausführungsformen
liegt das Calcium bevorzugt bei einer Konzentration von ca. 0,5 bis
2,0 mM/l vor, das Magnesium liegt bevorzugt bei einer Konzentration
von ca. 0,3 bis 1,1 mM/l vor, und das Phosphat liegt bevorzugt bei
einer Konzentration von ca. 0,8 bis 2,2 mM/l vor.
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Gemäß einer
besonderen erfindungsgemäßen Ausführungsform
wird eine ophthalmische Lösung
mit einer Osmolarität
von ca. 296–325 mOsm/kg
bereitgestellt, die mindestens die folgenden Komponenten einschließt: (a)
Tetracyclin in einer Konzentration von ca. 0,125% bis 2%; (b) Kalium
in einer Konzentration von ca. 22,0 bis 43,0 mM/l; (c) Bicarbonat
in einer Konzentration von ca. 29,0 bis 50,0 mM/l; (d) Natrium in
einer Konzentration von ca. 130,0 bis 140,0 mM/l, (e) Chlorid in
einer Konzentration von ca. 118,0 bis 136,5 mM/l, (f) Calcium in
einer Konzentration von ca. 0,5 bis 2,0 mM/l, (g) Magnesium in einer
Konzentration von ca. 0,3 bis 1,1 mM/l und (h) Phosphat in einer
Konzentration von ca. 0,8 bis 2,2 mM/l. Bevorzugte Konzentrationen
dieser Komponenten liegen im Bereich von 0,25% bis 1,50% für Tetracyclin,
23,0 bis 42,0 mM/l Kalium, 31,0 bis 48,0 mM/l Bicarbonat, 131,0
bis 139,0 mM/l Natrium, 124,0 bis 136,0 mM/l Chlorid, 0,6 bis 0,8 mM/l
Calcium, 0,5 bis 0,6 mM/l Magnesium und 1,0 bis 2,0 mM/l Phosphat.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
wird die ophthalmische Lösung
aus einer in Lösung
15 vorliegenden Tetracyclin-Verbindung hergestellt, enthaltend die
folgenden Komponenten: 99,0 mmol/l NaCl; 24,0 mmol/l KCl; 0,8 mmol/l
CaCl2; 0,6 mmol/l MgCl2;
32 mmol/l NaHCO3; 1,0 mmol/l NaH2PO4 bei einer Osmolalität (mOsm/kg)
von 302.
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Der
pH des Ophthalmikums liegt im Allgemeinen im Bereich von ca. 7,0
bis 8,0, wie zum Beispiel mittels eines Fisher pH Accumet Modells
600 gemessen wurde. An diesen pH-Bereich muss man sich jedoch nicht
unbedingt halten, und es kann erwünscht sein, den pH außerhalb
dieses Bereichs, zum Beispiel zur Verbesserung der Penetration des Ophthalmikums
durch die Augenoberfläche,
zu ändern.
Hinsichtlich der hierin bereitgestellten Lehren kann der Durchschnittsfachmann
andere pH-Bereiche einsetzen.
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In
bevorzugten Ausführungsformen
ist das Ophthalmikum isotonisch. Die Endosmolarität kann jedoch
gemäß den im
Tränenfilm
oder auf der Augenoberfläche
(z. B. der Osmolarität
des Tränenfilms) vorhenschenden
Bedingungen angepasst werden. So kann zum Beispiel die Behandlung
hypertonischer Tränenfilme
verdünnte
Präparate
bevorzugt machen. Umgekehrt können
Präparate
auf hypertonische Konzentrationen konzentriert werden, wenn dies
therapeutisch erwünscht
ist. Es ist bekannt, dass hypotonische und hypertonische Augentropfen
durch Bewegung von Wasser über
die Augenoberfläche rasch
zur Isotonie gebracht werden können
(Maurice et al. (1971) Exp. Eye Res. 11: 30). Wenn folglich die erhöhte Osmolarität des Tränenfilms
(wie sie zum Beispiel mit Augentrockenheitserkrankungen einhergeht)
behandelt wird, kann es bevorzugt sein, das Ophthalmikum auf Hypotonie
zu verdünnen,
während
die Proportionen oder das Gleichgewicht der hierin offenbarten Elektrolyte
aufrechterhalten werden und die Konzentration der Tetracyclin-Verbindung
dergestalt angepasst wird, dass die angemessene Konzentration nach
Eintritt des Wassers aus der Lösung
in die Augenoberfläche
erreicht wird.
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Erfindungsgemäße Ophthalmika
können durch
im Stand der Technik bekannte verschiedene Verfahren auf die Augenoberfläche appliziert
werden. Das Präparat
kann beispielsweise als Augentropfen topisch auf die Augenoberfläche appliziert
werden. Das Präparat
kann auch unter Verwendung einer Augenschale, so dass das Auge gebadet
wird, appliziert werden. Das Präparat
kann auch unter Verwendung einer Dauerinfusionsvorrichtung zur Augenoberflächenirrigation
und/oder -befeuchtung und/oder Arzneimittelgabe auf die Augenoberfläche appliziert
werden. Das Präparat
kann auch durch Vorrichtungen appliziert werden, die Lösungen nach
Bedarf auf die Oberfläche
des Auges sprühen.
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Die
Erfindung wird in den folgenden Arbeitsbeispielen weiter beschrieben:
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BEISPIELE
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Tiere
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Männliche
und weibliche weiße
Neuseeland-Kaninchen, die zwischen 2,5 und 3,5 kg wogen, wurden
mit Ketamin (100 mg/kg) und Xylazin (10 mg/kg) anästhesiert.
Die Öffnungen
des Meibomschen Drüsengangs
wurden mittels Kauterisierung in den rechten Augen aller Kaninchen
wie zuvor beschrieben, geschlossen (7).
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Behandlungsgruppen
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Es
wurden vier Behandlungsgruppen (Gruppen I, II, III, IV und V) zugeteilt,
die jeweils vier Kaninchen enthielten: Gruppe I erhielt keine Behandlung; Gruppe
II erhielt Tetracyclinhydrochlorid (Sigma Chemical, St. Louis, Mo.)
intramuskulär
bei einer Dosierung von 50 mg/kg/d (verabreicht als eine Lösung von
500 mg/ml in steriler Kochsalzlösung
zur Injektion USP) jeweils fünf
Tage wöchentlich;
Gruppe III erhielt Tetracyclinhydrochlorid, 1% in Plastibase 50W und
Leichtmineralöl-Augentropfen
(Achromycin, Lederle, Pearl River, N.Y.) viermal täglich über fünf Tage wöchentlich;
und Gruppe IV erhielt Tetracyclinhydrochlorid 1% (Sigma Chemical,
St. Louis, Mo.) in eine Lösung
15 aus Elektrolytvehikel (23) viermal täglich über fünf Tage wöchentlich. Lösung 15
enthält
99,0 mmol/l NaCl; 24,0 mmol/l KCl; 0,8 mmol/l CaCl2;
0,6 mmol/l MgCl2; 32 mmol/l NaHCO3; 1,0 mmol/l NaH2PO4 bei einer Osmolalität (mOsm/kg) von 302. Die Behandlungen
begannen 8 Wochen postoperativ und wurden bis 20 Wochen fortgesetzt.
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Bewertung der Behandlung
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Alle
Kaninchen wurden 20 Wochen postoperativ mittels Überdosierung mit Pentobarbital
getötet. Zum
Zeitpunkt des Todes wurde das korneale Epithel zur Messung der Glycogenkonzentration
des kornealen Epithels, wie zuvor beschrieben, entfernt (25). Konjunktivale
Biopsien wurden dann zum Zählen
der Becherzelldichte, wie zuvor beschrieben, entnommen (10). Die
unteren Augenlider wurden dann durch scharfe Dissektion entfernt
und in ein Fixiermittel nach Karnowsky der halben Stärke gegeben.
Das Gewebe wurde dann durch eine aufsteigende Alkoholreihe dehydratisiert
und in Methacrylat eingebettet. Schnitte von 3 μm wurden horizontal durch die Augenlider
zur Lichtmikroskopie geschnitten und mit alkalischem Giemsa gefärbt.
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Die
Leukozyten wurden in Gewebeschnitten unter Verwendung eines Verfahrens,
das dem von Sherwood et al. beschriebenen ähnlich ist, quantifiziert (26).
Für beschreibende
Zwecke wurde das Augenlidgewebe in drei Zonen eingeteilt: 1) Epithel
der Conjunctiva tarsi, 2) zugrundeliegendes Stroma und 3) Meibomsche
Drüsen
und angrenzendes Gewebe, einschließlich der Tarsalplatte. Zwei
getrennte Schnitte, die durch einen Abstand zur Bereitstellung von
zwei getrennten Entzündungszellpopulationen ausreichend
getrennt sind, wurden für
jedes Augenlid untersucht. Es wurden neun konsekutive Felder für jede Zone
in jedem Schnitt bei einer Vergrößerung von
40X gezählt,
wobei sich insgesamt 18 Felder pro Zone pro Augenlid ergaben. Die
Leukozyten wurden entweder als Neutrophile, Eosinophile, Basophile oder
Mastzellen identifiziert.
-
Die
Quantifizierung des kornealen Glycogens, der konjunktivalen Becherzelldichte
und der Leukozyten wurde in einer blinden Weise durchgeführt. Korneales
Glycogen und die konjunktivale Becherzelldichte wurden als ein Prozentanteil
der kontralateralen nicht operierten/unbehandelten Kontrollaugen
berechnet. Die Leukozyten wurden als ein Mittelwert pro Feld (40X)
berechnet. Die Gruppen wurden unter Verwendung einer gepoolten Schätzung der
Varianz verglichen (Microstar, Microsoft Corporation).
-
Ergebnisse
-
Zwanzig
Wochen nach Verschluss der Öffnung
der Meibomschen Drüsen
wiesen unbehandelte Kaninchen im Vergleich zu nicht operierten Kontrollen
eine signifikante Zunahme von Mastzellen, Eosinophilen, Neutrophilen
und Basophilen (P < 0,05)
im Augenlidgewebe auf. Weder im Konjunktivaepithel normaler Augen
noch nach dem Verschluss der Öffnung
der Meibomschen Drüsen
wurden Mastzellen gesehen. Mit dieser Ausnahme nahmen alle Leukozytentypen
in allen drei untersuchten Gewebezonen zu (1–3).
-
Nach
12-wöchiger
Behandlung wurde bei allen mit entweder systemischem oder topischem
Tetracyclin behandelten Kaninchen, in einem der beiden Vehikel,
eine signifikante Abnahme aller Leukozytentypen im Konjunktivaepithel
und in den Zonen der Meibomschen Drüsen/des Augenlids (P < 0,05) nachgewiesen.
In der Zone des konjunktivalen Stromas ließen alle mit entweder systemischem
oder topischem Tetracyclin behandelten Kaninchen eine signifikante
Abnahme der Mastzellen, Neutrophilen und Basophilen erkennen (P < 0,05). Tetracyclin
in Lösung
15 verminderte signifikant die Eosinophilen in der Stromazone (P < 0,05), wohingegen
die mit den anderen Tetracyclin-Behandlungen gesehenen Abnahmen
keine statistische Signifikanz erreichten (1–3).
-
Die
Becherzelldichte in Kaninchen 20 Wochen nach dem Verschluss der Öffnung der
Meibomschen Drüsen
hatte sich auf 84,5% ± 0,5
der kontralateralen normalen Kontrollen (p < 0,05) vermindert. Die Behandlung mit
systemischem Tetracyclin wies keine Wirkung auf die konjunktivale
Becherzelldichte auf, während
die topische Behandlung mit Achromycin die Becherzelldichte signifikant
verminderte (80,1% ± 0,7,
P < 0,05). Die
topische Behandlung mit Tetracyclin in Lösung 15 stellte die konjunktivalen
Becherzellen signifikant wieder her (90,4% ± 2,2, P < 0,05) (4).
-
Das
Glycogen im kornealen Epithel von Kaninchen 20 Wochen nach dem Verschluss
der Öffnung
der Meibomschen Drüsen
war auf 78,7% ± 0,8 bezogen
auf die kontralateralen Kontrollen abgesunken (p < 0,05). Die Behandlung
mit systemischem Tetracyclin wies keine Wirkung auf das korneale
Glycogen auf, während
die topische Behandlung mit Achromycin das korneale Glycogen signifikant
verminderte (75,3% ± 0,3,
P < 0,01). Die topische
Behandlung mit Tetracyclin in Lösung
15 stellte das korneale Glycogen signifikant wieder her (83,7% ± 0,9, P < 0,005) (5).
-
Diskussion
-
Die
vorliegende Studie deutet darauf hin, dass systemisch und topisch
verabreichtes Tetracyclin die Konzentration von Entzündungszellen
im Augenlid und das Gewebe von der Augenoberfläche eines Kaninchenmodells
für Meibomitis
und die Dysfunktion der Meibomschen Drüsen verminderte. Das in relativ
niedriger Dosis topisch applizierte Tetracyclin im Vehikel von Lösung 15
war wirksamer als systemisches Tetrazyklin in relativ hoher Dosis
oder topisch verabreichtes Achromycin, und war die einzige Behandlung,
die bei der Wiederherstellung der konjunktivalen Becherzellen und
des kornealen Glycogens wirksam war.
-
Es
wurde zuvor gezeigt, dass bakterielle Pathogene auf den Augenlidern
von Patienten zurückblieben,
die erfolgreich mit Tetracyclin behandelt wurden (2), dass sich
Tetracyclin nicht auf die Zusammensetzung der Sekrete der Meibomschen
Drüsen bei
Meibomitis auswirkt (27) und dass die Tetracyclin-Konzentrationen
sehr wahrscheinlich nicht zur Inhibition der bakteriellen Lipaseaktivität angemessen sind
(28). Diese Daten verleihen der Schlussfolgerung Unterstützung, dass
die Wirksamkeit von Tetracyclin bei der Behandlung von Meibomitis
sekundär zu
seiner Fähigkeit
bei der Verminderung der Entzündung
vorliegt.
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Die
Ergebnisse der vorliegenden Studien sind auch konsistent mit denen
von Seedor et al. (29), die nachgewiesen haben, dass systemisch
verabreichtes Tetracyclin die Entzündungszellen im kornealen Stroma
von Kaninchen mit kornealen Alkaliverbrennungen vermindert.
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Ein
hervorstechendes Merkmal der Acne rosacea ist das Vorliegen von
Entzündungszellen
in der oberen und mittleren Dermis (30). Die hierin beschriebenen
Studien deuten darauf hin, dass die Wirksamkeit von Tetracyclin
bei der Behandlung der Dermatitis bei Acne rosacea auf seine Fähigkeit
zur Verminderung der Gewebsleukozyten zurückzuführen ist. Topische Steroide
vermindern auch die Entzündung
und wurden zur Behandlung der Meibomitis verwendet. Im Gegensatz
zu den Steroiden besitzen die Tetracycline jedoch nicht das Potenzial
zur Erhöhung
des Augeninnendrucks oder zur Förderung
von Kataraktbildung.
-
Derzeit
wird Tetracyclin zur Behandlung der Meibomitis im Allgemeinen systemisch
(5), oder topisch in auf Öl
basierenden Präparaten
an Patienten verabreicht. Während
systemisches Tetracyclin in der aktuellen Studie die Gewebsleukozyten
verminderte, verbesserte es nicht die konjunktivale Becherzelldichte
oder das korneale Glycogen. Das in der aktuellen Studie getestete
topisch verabreichte, im Handel erhältliche Tetracyclin exazerbierte
signifikant den Verlust der Becherzellen und des kornealen Glycogens,
der mit dem „Trockenen
Auge", einer Erkrankung
der Augenoberfläche,
die aus der Dysfunktion der Meibomschen Drüse resultiert, gesehen wurde. Ein
Ophthalmikum, das Tetracyclin in Lösung 15 enthielt, war jedoch
dazu fähig,
die Gewebsleukozyten zu vermindern, während simultan die konjunktivale Becherzelldichte
und das korneale Glycogen im hier offenbarten Kaninchenmodell für Meibomitis
und Dysfunktion der Meibomschen Drüse wiederhergestellt wurde.
Außerdem
besitzt dieses Ophthalmikum den Vorteil, dass es eine lokale anstelle
einer systemischen Therapie darstellt.
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Schlussfolgernd
schlagen die Ergebnisse der hierin beschriebenen Studien vor, dass
topisch applizierte Ophthalmika, die Tetracyclin in wässriger Lösung enthalten,
klinisch zur Behandlung der Meibomitis und des „Trockenen Auges", einer Erkrankung
der Augenoberfläche,
die aus der Dysfunktion der Meibomschen Drüse resultiert, wirksamer als
entweder systemisches Tetracyclin oder im Handel erhältliches,
auf Öl
basierendes topisches Tetracyclin sind. Diese Ophthalmika können auch
zur Behandlung anderer entzündlicher
Erkrankungen der Augenoberfläche
und ihrer Komplikationen dienen.
-
ÄQUIVALENTE
-
Obwohl
die Erfindung unter Bezugnahme auf ihre bevorzugten Ausführungsformen
beschrieben wurde, können
mit anderen Ausführungsformen
die gleichen Ergebnisse erreicht werden. Der Durchschnittsfachmann
wird erkennen oder dazu fähig sein,
unter Verwendung von nicht mehr als einem Routineexperiment zahlreiche Äquivalente
für die hierin
beschriebenen spezifischen Ausführungsformen
zu ermitteln. Derartige Äquivalente
werden als in den erfindungsgemäßen Rahmen
fallend erachtet und sind durch die folgenden Ansprüche eingeschlossen.
-
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