JP6215203B2 - 眼疾患および障害の治療用の(バクテリオ)クロロフィル光増感剤 - Google Patents

眼疾患および障害の治療用の(バクテリオ)クロロフィル光増感剤 Download PDF

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Description

本発明は、眼科および光線力学的治療(PDT)の分野であり、光増感剤、具体的には、水溶性クロロフィルおよびバクテリオクロロフィル化合物を用いた角膜または強膜異常に伴う疾患、障害、および状態の光線力学的治療に関する。
定義および略語
Bchl a:バクテリオクロロフィルa:第5の同素環式環、中心Mg原子、17位のフィチル基またはゲラニルゲラニル基、13位のCOOCH基、13位のH原子、2、7、12、18位のメチル基、3位のアセチル基、および8位のエチル基を有する五環性7,8,17,18−テトラヒドロポルフィリン(本明細書において、化合物);Bphe:バクテリオフェオフィチンa(そこで中心Mgが2つのH原子によって置換されるBchl);Bpheid:バクテリオフェオホルビドa(中心金属原子を有しないBphe由来のC−17を含まないカルボン酸);Chl:クロロフィル;ロドバクテリオクロリン:17位の−CHCHCOOH基、13位の−COOH、2、7、12、18位のメチル基、8位のエチル基、および3位のビニルを有する四環性7,8,17,18−テトラヒドロポルフィリン;Pd−Bpheid:Pd−バクテリオフェオホルビドa;WST11:パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン13−(2−スルホエチル)アミドジカリウム塩;ROS:活性酸素種;NIR:近赤外;RF:リボフラビン。
バクテリオクロロフィル誘導体のIUPAC番号付けは、本明細書を通して使用される。
紫外線A(UVA、370nm)照射後のリボフラビン(RF)での処理は、恐らくコラーゲン架橋(CXL)のため、角膜硬化および強膜硬化をもたらす。この処理は、円錐角膜の進行およびレーザー屈折手術後の角膜拡張を食い止めるためにますます使用されている(Wollensak et al.,2003(a)、Hafezi et al.,2007、Raiskup−Wolf et al.,2008)。しかしながら、この処理にはいくつかの欠点、すなわち、(1)長時間のRF処理(30分間)、(2)長時間のUVA照射への眼の曝露(30分間)、最後に(3)角膜実質細胞(Wollensak et al.,2004(a)、Wollensak et al.,2004(b)、Wollensak,2010(a))および角膜内皮細胞(Wollensak et al.,2003(c)、Spoerl et al.2007)への毒性が存在し、400ミクロンよりも薄い角膜の治療を困難にする(Hafezi et al.,2009、Wollensak,2010(b))。したがって、患者への危険性を低下させながら角膜を硬化することができるより安全な治療が必要とされている(Avila and Navia,2010、国際公開第WO2008/052081号)。1つの可能性として、バクテリオクロロフィル誘導体を光増感剤として用いることによって近赤外線(NIR)での照射時に角膜硬化を与える光増感剤の使用がある。
近眼とも称される近視は、調節が弛緩したときに平行光が網膜の前に画像焦点を作り出す眼の屈折異常である。全世界の近視患者数は、8億人〜23億人と推定されている。中国、インド、およびマレーシア等の一部の国では、成人人口の最大41%が−1dptの近視度であり、約80%が−0.5dptの近視度である。近視は、コラーゲン強膜の伸張と関連している。眼球の伸長は眼球後区で生じ、強膜を巻き込む。そのような眼球の伸長は、近視の傾向がある子供および青少年の近視の進行を引き起こす。それは、通常、身体組織の成熟が自然な硬化とともに生じる20歳代に減速し、止まる。この硬化は、糖化媒介架橋に関連している。
現在のところ、近視の進行を止め、変性近視に起因する視力喪失を減少させる効果的な治療が存在しない。眼球周囲に補強ベルトを適用し、それらを強膜に縫合することによって近視の進行を止める外科的解決策が報告された。これらの外科的解決策は、論議の的となり、技術的に困難であり、好評を博することはなかった。介入の臨界年齢は、幼少期または青年期早期である。したがって、強膜を硬化するより簡潔なアプローチが適用されるべきである。
近視の進行が眼球後区の伸長ならびにその後の強膜および脈絡網膜組織の伸張と関連しているため、コラーゲン架橋による強膜の硬化は、この疾患および黄斑の伸張および萎縮または出血ならびに視力喪失等の関連障害の進行を遅らせる/止めることが期待されている。WollensakおよびSpoerlは、RF/UVA処理を使用して、インビトロでヒトおよびブタの強膜においてそのような架橋および強化を達成したと報告した。架橋硬化は、ウサギのインビボで実証されており、数ヶ月続くことが示された。この処理は、近視の進行を止めるために適用され得る。
しかしながら、そのような処理は、有害であり得るUVAの危険性にさらされる。加えて、紫外線の組織透過が制限されている。強膜の紫外線照射は、外的アプローチを必要とし、外科的露出を余儀なくさせる。したがって、より安全で良好な赤外または近赤外(NIR)透過波長でコラーゲン架橋を誘発することができる代替の光増感剤の必要性が存在する。
バクテリオクロロフィル(BChl)に基づくPDTにおけるNIR等のより深い組織を透過することができる無害の光は、腫瘍学および加齢による眼の黄斑変性(AMD)において効率的で安全な抗癌治療を提供することが示されている(米国第7,947,672号、国際公開第WO2005/120573号)。
PDTにおける増感剤としての新規の水溶性クロロフィル(Chl)およびバクテリオクロロフィル(BChl)誘導体の適用が、近年、本発明者(米国第7,947,672号、国際公開第WO2005/120573号、Ashur et al.2009、Mazor et al.2005、Brandis et al.,2005)、および他者(Moore et al.,2009、Bourges et al.,2006、Berdugo et al.2008)によって報告されている。NIR照射時、これらの水溶性誘導体は、O および・OHラジカルを生成し(Ashur et al.2009、Mazor et al.2005、Brandis et al.,2005、Vakrat−Haglili et al.,2005)、これまでのところ、治療される患者への静脈内投与後、前立腺癌治療の前臨床試験(Mazor et al.2005)および高次な臨床試験(現在、第III相)(Trachtenberg J et al.2007、Lepor H.2008、Moore et al.,2009)における癌の血管標的化光線力学的治療(VTP)において使用されている。タンパク質架橋の前駆体としての酸素ラジカルの効果的な生成(Liu et al.,2004)、ならびに水溶性BchlsおよびChls誘導体で確立された臨床経験によって、これらの増感剤が、コラーゲン架橋、具体的には、局所適用後のNIR照射時の角膜および強膜硬化によって媒介される処理での適用の有力候補となる。
本発明に従って、今では、米国第7,947,672号および国際公開第WO2005/120573号に記載の水溶性(バクテリオ)クロロフィル誘導体は、局所適用後、NIR照射時にウサギ眼の角膜および強膜の硬化を促進することが見出されている。ある特定の水溶性スルホン化バクテリオクロロフィル誘導体を用いたウサギ眼のエクスビボおよびインビボ処理についての非限定的な例示的な結果が本明細書に開示される。これらの光増感剤を用いたウサギ眼の角膜および強膜の処理は、安全であるように見え、角膜および強膜の生体力学的強度を著しく増加させた。
したがって、本発明は、角膜または強膜異常、具体的には、角膜菲薄化または強膜伸張に伴う疾患、障害、および状態の低侵襲的光線力学的治療(PDT)用のクロロフィルおよびバクテリオクロロフィル誘導体の使用に関する。
主な態様において、本発明は、NIR照射時に角膜および強膜硬化を著しく促進する、本明細書の式I、II、またはIIIの(バクテリオ)クロロフィル誘導体を含む眼のPDTで用いる眼科組成物を提供する。
別の態様では、本発明は、眼疾患、障害、および状態、具体的には、円錐角膜、眼圧上昇、および外傷に起因する角膜拡張等の角膜菲薄化に伴う障害、ならびに近視等の眼球伸長および黄斑伸張に伴う障害の治療のための方法に関する。
本発明は、介入手順前、介入手順中、または介入手順後に角膜および/または強膜疾患または脆弱化を予防するための方法をさらに提供する。
マイクロコンピュータ制御の生体材料試験装置の顎部を6mm間隔でクランプ固定した細長い角膜片の写真である。 直径8mmの角膜ディスク中央の写真であり、WST11/NIRおよびRF/UVA処理後の蛍光分光測定のために石英キュベット内に斜めに設置されたスライドガラス上に載置されている。 生理食塩水中のWST11の溶液に10、20、および30分間曝露された脱上皮化したウサギ角膜に蓄積したWST11の光吸収スペクトル(755nm)である。 蛍光顕微鏡写真(図4A、4B、4E、4F)およびそれらに関連したグラフ(図4C、4D、4G、4H)であり、生理食塩水中のWST11にエクスビボで10分間(4Aおよび4C)ならびに30分間(4Bおよび4D)曝露され、かつWST11およびデキストラン−500の溶液に10分間(4Eおよび4G)ならびに30分間(4Fおよび4H)曝露された脱上皮化しウサギ角膜への透過深度に対する蛍光強度を示す。角膜中央の矢状薄片(12μm)の蛍光は、740nmでの励起時に760nmで検出された。 755nm、10mW/cmで指定の期間照射する前にWST11溶液で20分間エクスビボ処理した角膜からのWST11の光吸収スペクトルである。 それぞれ、NIRまたはUVA照射後のエタノール(8%)およびWST11(黒色)またはRF(薄青色)を含有する溶液中のα−(4−ピリジルN−オキシド)−N−tert−ブチルニトロン(4−POBN、65mM)の電子スピン共鳴(ESR)スペクトルである。黒色の矢印は、4−POBNによる一重項酸素の捕捉時に形成された四重項を示し、星印は、ヒドロキシルおよびスーパーオキシドラジカルの捕捉時に形成された二重三重項を示す。 4−POBN(65mM)エタノール(8%)溶液中に浸漬した後にエクスビボでWST11/NIR(黒色)またはRF/UVA(薄青色)で処理した角膜から得られた4−POBNのESRスペクトルである。 WST11と30分間インキュベートし、その後、30分間NIR照射(n=10)するか、またはRF−D溶液とインキュベートし、その後、UVA照射(RF−D/UVA)した後の極限応力単位の角膜硬度のエクスビボでの応力ひずみ測定値(8A)および角膜のヤング率(8B)を示すグラフである。 ウサギ角膜をWST11(2.5mg/mL)で10、20、もしくは30分間処理し、その後、30分間NIR照射(755nm、10mW/cm)するか、またはRF/UVAで処理した1ヶ月後の極限応力単位の角膜硬度のインビボでの応力ひずみ測定値(9A)およびヤング率(9B)を示すグラフである。 ウサギ角膜をデキストラン(WST11)を有しない生理食塩水中のWST11(2.5mg/mL)またはデキストラン500(WST−D)を有するWST11のいずれかで20分間処理し、その後、30分間NIR照射(755nm、10mW/cm)するか、あるいはデキストランを用いて、または用いることなくRFで処理し、その後、30分間UVA照射した1ヶ月後の極限応力単位の角膜硬度のインビボでの応力ひずみ測定値(10A)およびヤング率(10B)を示すグラフである。対照:未処理の眼。 インビボでのWST11/NIR照射処理(20倍の倍率)後にヘマトキシリン−エオシンで2日間(11A〜11C)または1週間(11D)染色したウサギ角膜の組織学的切片である。11A:対照、11B:生理食塩水中のWST11(WST11−S/NIRプロトコル)で処理した角膜、11C:WST11およびデキストラン(WST11−D/NIR)で処理した角膜、11D:WST11−D/NIR処理から1週間後。 生理食塩水中のWST11でインビボ処理し、その後、NIR照射してから1日後のアポトーシスのために染色したウサギ角膜の組織学的切片である。12A:対照、未処理の角膜、12B:WST11−S/NIRで処理した角膜。 WST11およびNIR照射(WST11/NIR)で処理したウサギ角膜、またはリボフラビンおよびUVA照射(RF/UVA)で処理したウサギ角膜の蛍光スペクトルを示す。 WST11の透過を示すウサギ強膜の蛍光顕微鏡写真である。 30分間WST11とインキュベートし、その後、処理した強膜後部に30分間直接NIR照射(755nm、10mW/cm)した後の極限応力単位の赤道上(upper equatorial)強膜硬度のエクスビボでの応力ひずみ測定値(15A)および角膜のヤング率(15B)を示すグラフである。対照:未処理の赤道下(lower equatorial)強膜。 20分間WST11とインキュベートし、その後、前角膜に30分間NIR照射(755nm、10mW/cm)した後の極限応力単位の赤道上強膜硬度のエクスビボでの応力ひずみ測定値(15A)および角膜のヤング率(15B)を示すグラフである。対照:未処理の赤道下強膜。 強膜にエクスビボで薬物を送達するために使用される装置ならびに外部または直接照射(17A)および前角膜への照射(17B)の略図である。 前角膜の照射で処理したウサギ眼の強膜後部のNIR照射のために使用される3鏡眼底レンズ(three mirror fundus lens)装置の写真である。
ある特定の水溶性クロロフィルおよびバクテリオクロロフィル誘導体が、極めて速く、かつ時間依存的様式で、強膜および脱上皮化した角膜に透過し、適切な照射による増感時に、エクスビボおよびインビボの両方において、角膜および強膜の一貫した著しい硬化を誘発することが本発明者によって見出されている。これらの光増感剤が光化学的に活性であったという事実は、照射中のそれらの酸化形態への連続的な退色およびスペクトル変形に反映された。
したがって、角膜または強膜異常に伴う疾患、障害、および状態の低侵襲的光線力学的治療(PDT)で用いるクロロフィルまたはバクテリオクロロフィル光増感剤を含む薬学的組成物を提供することが、本発明の主な目的である。具体的には、本発明によって提供される薬学的組成物は、角膜菲薄化および/または強膜伸張の治療のためのものである。
好ましい実施形態において、本発明の目的に有用な光増感剤は、式I、II、またはIIIの水溶性(バクテリオ)クロロフィルであって、
式中、
Mは、2HまたはMg、Pd、Pt、Zn、In、Gd、およびYbからなる群から選択される原子を表し、
Xは、OまたはN−Rであり、
、R’およびRはそれぞれ独立して、Y−R、−NRR’、または−NR’R”であり、
Yは、OまたはSであり、
は、H、OH、またはCOORであり、
は、H、OH、C−C12アルキル、またはC−C12アルコキシであり、
は、−CH=CRR’、−CH=CRHal、−CH=CH−CH−NRR’、−CH=CH−CH−NR’R”、−CHO、−CH=NR、−CH=NR’、−CH−OR、−CH−SR、−CH−Hal、−CH−R、−CH−NRR’、−CH−NR’R”、−CH−CH、−CH−CHHal、−CH−CHOR、−CH−CHSR、−CH−CH−NRR’、−CH−CH−NR’R”、−COCH、C(CH)=CRR’、−C(CH)=CRHal、−C(CH)=NR、−CH(CH)=NR’−−、−CH(CH)−Hal、−CH(CH)−OR、−CH(CH)−SR、−CH(CH)−NRR’、−CH(CH)−NR’R”、または−C≡CRであり、
R’は、メチルまたはホルミルであり、
は、O、S、N−R、NR’、CRR’、またはCR−Halであり、
、R、R、R’およびR”はそれぞれ独立して、
(a)H、
(b)C−C25ヒドロカルビル、
(c)ハロゲン、ニトロ、オキソ、OR、SR、エポキシ、エピチオ、−CONRR’、−COR、COOR”、−OSOR、−SOR”、−SOR、−NHSOR、−SONRR’、−NRR’、=N−OR、=N−NRR’、−C(=NR)−NRR’、−NR−NRR’、−(R)N−C(=NR)−NRR’、O←NR−、>C=NR、−(CH−NR−COR’、−(CH−CO−NRR’、−O−(CH−OR、−O−(CH−O−(CH−R、−PRR’、−OPORR’、−POHR、および−POR”R”からなる群から選択される1つ以上の官能基によって置換されたC−C25ヒドロカルビルであって、式中、nは、1〜10の整数であり、RおよびR’はそれぞれ独立して、H、ヒドロカルビル、またはヘテロシクリルであるか、またはRおよびR’は、それらが結合するN原子と一緒になって、O、S、およびNから選択されるさらなるヘテロ原子を任意に含有する飽和3〜7員環を形成し、このさらなるN原子は置換されてもよく、R”は、H、カチオン、ヒドロカルビル、またはヘテロシクリルである、C−C25ヒドロカルビル、
(d)正に荷電した基、負に荷電した基、生理学的条件下で正に荷電した基に変換される塩基性基、および生理学的条件下で負に荷電した基に変換される酸性基からなる群から選択される1つ以上の官能基によって置換されたC−C25ヒドロカルビル、
(e)1つ以上のヘテロ原子および/または1つ以上の炭素環式部分もしくは複素環式部分を含有するC−C25ヒドロカルビル、
(f)1つ以上のヘテロ原子および/または1つ以上の炭素環式部分もしくは複素環式部分を含有し、かつ上の(c)および(d)において定義された1つ以上の官能基によって置換されたC−C25ヒドロカルビル、
(g)アミノ酸、ペプチド、タンパク質、単糖類、オリゴ糖、または多糖類の残基によって置換されたC−C25ヒドロカルビル、または
(h)アミノ酸、ペプチド、タンパク質、単糖類、オリゴ糖、または多糖類の残基であり、
はさらに、−NRR’であってもよく、式中、RおよびR’はそれぞれ、Hまたは負に荷電した基、好ましくは、SO によって任意に置換されたC−C25ヒドロカルビルであり、
はさらに、R、R’、およびRがそれぞれ独立してY−Rであるとき、HまたはカチオンR 10であってもよく、
10は、金属カチオン、アンモニウム基、または有機カチオンであり、
は、生理学的に許容されるアニオンであり、
mは、0または1であり、
7位〜8位の点線は、任意の二重結合を表す、水溶性(バクテリオ)クロロフィル、ならびに
その薬学的に許容される塩および光学異性体である。
ある特定の実施形態において、7位〜8位の点線は、二重結合を表し、光増感剤は、式I、II、またはIIIのクロロフィルである。
式Iの五環性クロロフィル化合物(式中、MがMgであり、17位のRがフィチルオキシであり、13位のRがCOOCHであり、13位のRがH原子であり、RがOであり、3位のRがビニルであり、7位〜8位の点線が二重結合を表し、R’が7位でメチルまたはホルミルであり、Rが8位でエチルである)は、それぞれ、クロロフィルaおよびbであり、それらの誘導体は、異なる金属原子ならびに/または異なる置換基R、R、R、R、R’、および/もしくはRを有する。
式IIの四環性化合物(4つのメチン結合を介してカップリングされた3つのピロールおよび1つのピロリン)(式中、Mが存在せず、17位のRがプロピオン酸であり、15位のR’が−CHCOOHであり、13位のRが−COOHであり、3位のRがビニルであり、7位〜8位の点線が二重結合を表し、R’が7位でメチルでありおよびRが8位でエチルである)は、塩素であり、その誘導体は、異なる金属原子ならびに/または異なる置換基R、R’、R、R’、および/もしくはRを有する。
式IIIの五環性化合物(式中、Mが存在せず、Xが酸素であり、17位のRがプロピオン酸であり、3位のRがビニルであり、7位〜8位の点線が二重結合を表し、R’が7位でメチルであり、Rが8位でエチルである)は、プルプリン−18であり、その誘導体は、異なる金属原子ならびに/または異なる置換基R、R、R’、および/もしくは酸素以外のXを有する。
ある特定の他の実施形態では、7位〜8位は、水素化され、光増感剤は、式I、II、またはIIIのバクテリオクロロフィルである。式Iの五環性化合物(式中、MがMgであり、17位のRがフィチルオキシまたはゲラニルゲラニルオキシであり、13位のRがCOOCHであり、13位のRがH原子であり、RがOであり、3位のRがアセチルであり、8位のRがエチルであり、7位〜8位の点線が存在しない)は、バクテリオクロロフィルa(Bchla)であり、その任意の誘導体は、異なる金属原子ならびに/または異なる置換基R、R、R、R、R’、および/もしくはRを有する。
式IIの四環性(4つのメチン結合を介してカップリングされた2つのピロールおよび2つのピロリン)化合物(式中、Mが存在せず、メチル基が2、7、12、18位に存在し、17位のRがプロピオン酸であり、13位のR’がCOOCHであり、3位のRがアセチルであり、8位のRがエチルであり、7位〜8位の点線が存在しない)は、バクテリオ塩素aである。ビニル基が3位で結合するとき、化合物は、ロドバクテリオクロリン((3−ビニル)−バクテリオ塩素a)である。バクテリオ塩素aおよびロドバクテリオクロリンの誘導体は、異なる金属原子ならびに/または異なる置換基R、R’、3位のR、および/もしくはRを有する。
式IIIの五環性化合物(式中、Mが存在せず、Xが酸素であり、17位のRがプロピオン酸であり、3位のRがアセチルであり、8位のRがエチルであり、7位〜8位の点線が存在しない)は、バクテリオプルプリン−18であり、その誘導体は、異なる金属原子ならびに/または異なる置換基R、R、R’、および/もしくは酸素以外のXを有する。
本明細書で使用される際、「ヒドロカルビル」という用語は、任意の直鎖または分岐鎖、飽和または不飽和、非環式または環式ヒドロカルビルを意味し、1〜25個の炭素原子、好ましくは、1〜20または1〜10、より好ましくは、1〜6、最も好ましくは、2〜3個の炭素原子を有する芳香族ヒドロカルビルラジカルを含む。ヒドロカルビルは、1〜6、好ましくは、1〜4個の炭素原子を有する低級アルキルラジカル、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、tert−ブチル、またはアルケニル、アルキニルまたはシクロアルキルであってもよく、または式I、II、またはIIIの化合物の17位で、ヒドロカルビルは、天然のChlおよびBchl化合物、例えば、ゲラニルゲラニル(2,6−ジメチル−2,6−オクタジエニル)またはフィチル(2,6,10,14−テトラメチル−ヘキサデカ−14−エン−16−イル)由来のラジカルである。
一実施形態において、アルキル基は、10個以上の炭素原子、例えば、−C1021、−C1531、−C1633、−C1735、−C1837、−C2041等を有する。
別の実施形態において、C−C25ヒドロカルビルは、好ましくは2〜6個の炭素原子を有する、直鎖または分岐鎖C−C25アルケニルまたはアルキニルラジカル、例えば、ビニル、プロプ−2−エン−1−イル、ブト−3−エン−1−イル、ペント−4−エン−1−イル、ヘキサ−5−エン−1−イル、エチニル、プロパルギル等である。
さらに別の実施形態において、C−C25ヒドロカルビルは、C−C25単環式または多環式シクロアルキルまたは部分不飽和シクロアルキル、好ましくは、C−C14、より好ましくは、C−Cシクロアルキル、例えば、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、およびシクロヘプチルである。
ヒドロカルビルはさらに、アリールまたはアラルキルであってもよく、「アリール」という用語は、本明細書で使用される際、フェニル、ナフチル、カルバゾリル、アントリル、フェナントリル等の単一の二環または三環式環系からなる6〜14個の炭素原子、好ましくは6〜10個の炭素原子を有する「C−C14」芳香族炭素環式基を指し、「アラルキル」という用語は、アリールアルキル化合物由来のラジカルを指し、アリール部分は、好ましくは、C−C14アリール、より好ましくは、ベンジル、フェナントリル等のC−C10アリールである。
「複素環」または「ヘテロシクリル」という用語は、O、S、および/またはNから選択される1〜3個のヘテロ原子を含有するその環に3〜12員、好ましくは、5〜10員、より好ましくは、5〜6員有する飽和、部分不飽和、任意置換、単環式、二環式、または三環式複素環由来のラジカルを意味する。具体的な例として、ジヒドロフリル、テトラヒドロフリル、ピロリニル、ピロリジニル、ジヒドロチエニル、ジヒドロピリジル、ピペリジニル、キノリニル、ピペラジニル、モルホリノ、または1,3−ジオキサニルが挙げられる。
「ヘテロアリール」または「芳香族複素環部分」という用語は、O、S、および/またはNから選択される1〜3個のヘテロ原子を含有し、かつ任意に置換された炭素環式環および複素環式環の両方を含み得る単環式または多環式芳香族複素環を指す。具体的な例として、ピロリル、フリル、チエニル、ピラゾリル、イミダゾリル、オキサゾリル、チアゾリル、ピリジル、キノリニル、イソキノリニル、ピリダジニル、ピリミジニル、ピラジニル、1,3,4−トリアジニル、1,2,3−トリアジニル、1,3,5−トリアジニル、ベンゾフリル、イソベンゾフリル、インドリル、イミダゾ[1,2−a]ピリジル、ベンズイミダゾリル、ベンズチアゾリル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾジアゼピニル、およびさらなる多環式芳香族複素環由来の他のラジカルが挙げられるが、これらに限定されない。
任意の「カルボシクリル」、「ヘテロシクリル」、「アリール」、または「ヘテロアリール」は、ハロゲン、C−C14アリール、C−C25アルキル、ニトロ、OR、SR、−COR、−COOR、COOR”、−SOR、−SOR”、−SOR、−NHSOR、−NRR’、−(CH−NR−COR’、および−(CH−CO−NRR’(式中、n、R、R’、およびR”は、上で定義されたものである)等の1つ以上のラジカルによって置換され得る。多環式芳香族複素環が置換されるとき、置換が炭素環式環および/または複素環式環のうちのいずれかで行われ得ることを理解されたい。
「アルコキシ」という用語は、本明細書で使用される際、(C−C25)アルキル−O−基を指し、式中、C−C25アルキルは、上で定義されたものである。アルコキシの例として、メトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、tert−ブトキシ、ペントキシ、ヘキソキシ、−OC1225、−OC1531、−OC1633、−OC1735、−OC1837等が挙げられる。「アリールオキシ」という用語は、本明細書で使用される際、(C−C18)アリール−O−基を指し、式中、C−C18アリールは、上で定義されたもの、例えば、フェノキシおよびナフトキシである。
「ハロゲン」という用語は、本明細書で使用される際、フルオロ、クロロ、ブロモ、またはヨードを指す。
、R、R、R’、および/またはR”の炭化水素鎖は、O、S、および/もしくはNH等の1つ以上のヘテロ原子、ならびに/または1つ以上の炭素環式環または複素環式環部分を任意に含有し得、「炭素環式」は、本明細書で使用される際、本明細書で定義されるシクロアルキルおよびアリールを包含する。一実施形態において、ヒドロカルビル鎖は、1つ以上のO原子を含有し、4〜10個の炭素原子を有するオリゴオキシエチレングリコール残基、好ましくは、ペンタオキシエチレングリコールによって表されるOH末端基を有する。他の実施形態では、ヒドロカルビルは、フェニルまたはピリジルを含有する。
、R、R、R’、および/またはR”は、ハロゲン等、例えば、Cl、Br、FまたはI、ニトロ、オキソ、アルコキシ(OR)、SR、エポキシ、エピチオ、−CONRR’、−COR、COOR”、COSR、−OSOR、−SOR”、−SOR、−NHSOR、−SONRR’−NRR’、=N−OR、=N−NRR’、−C(=NR)−NRR’、−NR−NRR’、−(R)N−C(=NR)−NRR’、O←NR−、>C=NR、−(CH−NR−COR’、−(CH)n−CO−NRR’、−O−(CH−OR、−O−(CH−O−(CH)n−R、−PRR’、−OPORR’、−POHR、および−POR”R”等の1つ以上の官能基によって置換されたヒドロカルビルでもあり得、nは、1〜10の整数であり、RおよびR’はそれぞれ独立して、H、ヒドロカルビル、またはヘテロシクリルであるか、またはRおよびR’は、それらが結合するN原子と一緒になって、O、S、またはNからなる群から選択される1つ以上のヘテロ原子を任意に含有し、かつさらなるN原子でさらに任意に置換された飽和3〜7員環を形成し、R”は、H、カチオン、ヒドロカルビル、またはヘテロシクリルである。
ある特定の実施形態において、上の官能基のうちのいくつかは、生理学的pH下で負に荷電した基に変換し得る酸性基、例えば、COOH、COSH、SOH、POであるか、または官能基は、COO、COS、SO 、またはPO 2−等の負に荷電した基である。負に荷電した基および酸性基は、末端基またはヒドロカルビル鎖内の基であり得る。最も好ましい実施形態において、ヒドロカルビルは、2個または3個の炭素原子およびCOO、PO 2−、または最も好ましくはSO から選択される末端基を有する。
本明細書で使用される際、「生理学的条件」は、身体の異なる組織および細胞区画における条件を指す。
ある特定の実施形態において、R、R、R、R’、および/またはR”は、少なくとも1つの正に荷電した基および/または生理学的条件下で正に荷電した基に変換される少なくとも1つの塩基性基によって置換され得る。好ましい実施形態において、少なくとも1つの正に荷電した基は、N含有基由来のカチオン、例えば、アンモニウム−N(RR’R”)、ヒドラジニウム−(R)N−N(R’R”)、アンモニウムオキシO←N(RR’)−、イミニウム>C=N(RR’)、アミジニウム−C(=RN)−NR’R”、またはグアニジニウム−(R)N−C(=NR)−NR’R”基等であり得るが、これらに限定されず、式中、R、R’、およびR”は、上で定義されたものである。正に荷電したN含有基が末端基、ヒドロカルビル鎖内の基、または以下に定義されるようにそこでNがプロトン化される飽和環の一部であり得ることを理解されたい。加えて、少なくとも1つの正に荷電した基は、以下に定義されるN含有芳香族複素環ラジカル由来のカチオンでもあり得る。
好ましい一実施形態において、ヒドロカルビル鎖は、式−N(RR’R”)のアンモニウム基によって置換され、式中、R、R’、およびR”はそれぞれ独立して、H、ヒドロカルビル、好ましくは、C−C25アルキル、より好ましくは、C−C10もしくはC−Cアルキル、またはヘテロシクリルである。R、R’、またはR”のうちの1つがOHであるとき、基は、ヒドロキシルアンモニウム基である。好ましくは、アンモニウム基は、第4級アンモニウム基であり、式中、R、R’、およびR”はそれぞれ独立して、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、またはヘキシル等のC−Cアルキルである。
ある特定の実施形態において、式−N(RR’R”)のアンモニウム基は、環式基であり、式中、R、R’、およびR”のうちの2つはN原子と一緒になって、O、S、およびN原子からなる群から選択されるさらなるヘテロ原子を任意に含有し、かつ以下に定義されるようにさらなるN原子でさらに任意に置換された飽和3〜7員環を形成する。そのような環式アンモニウム基の例には、アジリジニウム、ピロリジニウム、ピペリジニウム、ピペラジニウム、モルホリニウム、チオモルホリニウム、アゼピニウム等が挙げられる。
ある特定の実施形態において、正に荷電した基は、O、S、またはさらなるN原子をさらに含有し得る単環式または多環式化合物であり得るN−芳香族複素環化合物由来のカチオンである。そのカチオンが由来する環は、少なくとも1つのN原子を含有し、かつ芳香族でなければならないが、他の環(複数を含む)は、存在する場合、部分飽和環であってもよい。N−芳香族複素環カチオンの例には、ピラゾリウム、イミダゾリウム、オキサゾリウム、チアゾリウム、ピリジニウム、ピリミジニウム、キノリニウム、イソキノリニウム、1,2,4−トリアジニウム、1,3,5−トリアジニウム、およびプリニウムが挙げられる。
カチオンは、Nを含有しないオニウム基でもあり得、例えば、ホスホニウム[−P(RR’R”)]、アルソニウム[−As(RR’R”)]、オキソニウム[−O(RR’)]、スルホニウム[−S(RR’)]、セレノニウム[−Se(RR’)]、テルロニウム[−Te(RR’)]、スチボニウム[−Sb(RR’R”)]、またはビスムトニウム[−Bi(RR’R”)]基等であるが、これらに限定されず、式中、R、R’、およびR”は、上で定義されたものである。好ましい実施形態において、R、R’、およびR”は、H、C−Cアルキル、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、ペンチルまたはヘキシル、アリール基、好ましくは、フェニル、またはアラルキル基、例えば、ベンジルおよびフェネチルである。
ある特定の他の実施形態では、R、R、R、R’、および/またはR”は、生理学的条件下で正に荷電した基に変換される少なくとも1つの塩基性基によって置換される。本明細書で定義される際、「生理学的条件下で正に荷電した基に変換される塩基性基」は、少なくとも理論上、生理学的条件下で本明細書で定義される正に荷電した基を生成する任意の塩基性基であり、生理学的条件は、本明細書で使用される際、血清のみを指すのではなく、身体の異なる組織および細胞区画を指す。
ある特定の実施形態において、塩基性基は、N含有基である。そのようなN含有塩基性基の例には、アンモニウム基を生成する任意のアミノ基、イミニウム基を生成する任意のイミン基、ヒドラジニウム基を生成する任意のヒドラジン基、アンモニウムオキシ基を生成する任意のアミノオキシ基、アミジニウム基を生成する任意のアミジン基、グアニジニウム基を生成する任意のグアニジン基が挙げられるが、これらに限定されず、すべて本明細書で定義されるものである。他の例として、ホスフィノおよびメルカプト基が挙げられる。
したがって、R、R、R、R’、および/またはR”は、−NRR’、−C(=NR)−NR’R”、−NR−NR’R”、−(R)N−C(=NR)−NR’R”、O←NR−、または>C=NR等の少なくとも1つの塩基性基によって置換され得、式中、R、R’、およびR”は、上で定義されたものであるが、好ましくは、C−C25アルキル、より好ましくは、C−C10もしくはC−Cアルキル、またはヘテロシクリルである。好ましい実施形態において、塩基性基は、式中、RおよびR’のうちの1つのみがHである第2級アミノまたはRおよびR’のいずれもHではない第3級アミノであり得る、末端基またはヒドロカルビル鎖内の基であるアミノ基−NRR’であるか、または塩基性基は、RおよびR’がN原子と一緒になって、O、S、およびN原子からなる群から選択されるさらなるヘテロ原子を任意に含有し、かつさらなるN原子でさらに任意に置換された飽和3〜7員環を形成する環式アミノであり得る。
、R、R、R’、および/またはR”について定義されたC−C25ヒドロカルビルはまた、グリコシル等の単糖類、オリゴ糖、もしくは多糖類の残基、またはアミノ酸、ペプチド、もしくはタンパク質の残基によって置換され得る。加えて、R、R、R’、およびR”はそれぞれ独立して、オリゴ糖部分、もしくは多糖部分、好ましくは、グルコサミン等の単糖部分、および/またはアミノ酸、ペプチド、もしくはタンパク質の残基であり得る。好ましい一実施形態において、いずれかの位であるが、好ましくは17位のR、R、R’、またはR”は、アミノ酸、ペプチド、またはタンパク質の残基である。アミノ酸、ペプチド、またはタンパク質は、それらが、末端遊離カルボキシル基および/または非末端遊離カルボキシル基を含有するアミノ酸、例えば、アスパラギン酸もしくはグルタミン酸の残基を含有するとき、負に荷電し得る。
一実施形態において、R、R、R、R’、またはR”は、エステル、例えば、アルキル、好ましくは、メチル、エステル、およびN−保護誘導体から選択されるセリン、トレオニン、およびチロシン、またはそれらの誘導体等のヒドロキシ基を含有するアミノ酸の残基であり、N−保護基は、例えば、tert−ブチルオキシ、カルボベンゾキシ、もしくはトリチル、またはそのようなアミノ酸および/もしくはアミノ酸誘導体を含有するペプチド(オリゴペプチドまたはポリペプチド)である。ヒドロキシル化アミノ酸またはペプチドは、そのヒドロキシ基を介して(バクテリオ)クロロフィル誘導体のCOO基(好ましくは、17位)に結合される。そのようなアミノ酸誘導体の例には、セリンメチルエステル、N−tert−ブチルオキシカルボニル−セリン、N−トリチル−セリンメチルエステル、チロシンメチルエステル、およびN−tert−ブトキシ−チロシンメチルエステルが挙げられ、前記アミノ酸誘導体を含有するペプチドの例には、N−カルボベンゾキシ−セリルセリンメチルエステルが挙げられ、これらはすべて、本明細書に完全に開示されているかのように参照により本明細書に組み込まれる欧州特許第0584552号に記載されるように調製される。
ある特定の実施形態において、R、R、R、R’、またはR”は、ペプチドおよびタンパク質から選択される細胞特異的または組織特異的リガンドの残基であり、これらは、ホルモンペプチドおよび抗体、例えば、免疫グロブリンによって例示されるが、これらに限定されない。ペプチドまたはタンパク質は、エステル、チオエステル、もしくはアミド結合を介して−CO基に直接結合され得るか、またはエステルもしくはアミド結合を介してOH、COOH、およびNHから選択されるC−C25ヒドロカルビルラジカルの末端官能基に結合され得る。
ある特定の実施形態において、本発明に従って使用される(バクテリオ)クロロフィル誘導体は、それぞれ、OHもしくはSH、O10 、またはS10 である、すなわち、カルボキシル基もしくはチオカルボキシル基またはカルボン酸またはチオカルボン酸アニオンが、13位、15位(mが0である)、15位(mが1である)、および/または17位に存在するときに、R、R’、およびR由来のCOOH、COSH、COO、および/またはCOS基を含有する。
ある特定の実施形態において、R、R’、および/もしくはRは、塩基性基−NRR’またはアンモニウム基−NR’R”であるか、またはRは、N−RもしくはNR’である。
ある特定の実施形態において、R、R’、および/またはRは、Y−Rであり、式中、Yは、Oであり、Rは、遊離−NH基を介するアミド結合を介して結合されたアミノ酸またはペプチド(オリゴまたはポリペプチド)の残基である。
カチオンR10 は、K、Na、Li、Ca、より好ましくは、K等のアルカリまたはアルカリ土類金属由来の一価または二価カチオンであり得るか、またはR10 は、「N含有基由来のカチオン」について本明細書で定義されるカチオン等の有機カチオンである。好ましくは、有機カチオンは、アミン、例えば、NH 由来である。
本明細書で定義される際、Aは、生理学的に許容されるアニオン、例えば、塩化物、臭化物、ヨウ化物、過塩素酸塩、硫酸塩、リン酸塩、または有機アニオン、例えば、酢酸塩、安息香酸塩、カプリル酸塩、クエン酸塩、乳酸塩、マロン酸塩、マンデル酸塩、シル酸塩、シュウ酸塩、プロピオン酸塩、コハク酸塩、トシル酸塩等である。
本明細書で定義される際、それらが結合するN原子と一緒になってRおよびR’によって形成される「飽和3〜7員環」は、アジリジン、ピロリジン、ピペリジン、ピペラジン、もしくはアゼピン等のNのみを含有する環であり得るか、またはモルホリンまたはチオモルホリン等のOおよびSから選択されるさらなるヘテロ原子を含有し得る。ピペラジン環内のさらなるN原子は、ハロゲン、OH、またはアミノによって置換され得るアルキル、例えば、C−Cアルキルによって任意に置換され得る。前記飽和環由来のオニウム基には、アジリジニウム、ピロリジニウム、ピペリジニウム、ピペラジニウム、モルホリニウム、チオモルホリニウム、およびアゼピニウムが含まれる。
ある特定の実施形態において、本発明に従って使用される(バクテリオ)クロロフィル誘導体は、非メタル化であり、すなわち、Mは、2Hである。好ましい実施形態において、光増感剤は、メタル化されており、Mは、Mg、Pd、Pt、Zn、In、Gd、またはYb、より好ましくは、Pdである。
好ましい一実施形態において、本発明によって提供される角膜菲薄化または強膜伸張に伴う眼疾患および障害の治療用の眼科組成物は、式Iのクロロフィルまたはバクテリオクロロフィル誘導体を含み、式中、Mは、二価Pdを表し、Rは、−NH−(CH−SO 10 、−NH−(CH−COO10 、または−NH−(CH−PO 2−(R であり、Rは、メトキシであり、Rは、−C(=O)−CHであり、Rは、Oであり、R10 は、K、Na、Li、またはNH 等の一価カチオンであり、nは、1〜10、好ましくは、2または3の整数である。好ましくは、この実施形態に従って、Rは、−NH−(CH−SO である。
より好ましい実施形態において、光増感剤は、化合物パラジウムバクテリオフェオホルビドa17−(3−スルホプロピル)アミドカリウム塩によって表される17位に唯一の負に荷電した基(SO )を有する式Iのバクテリオクロロフィルである。
ある特定の実施形態において、角膜菲薄化または強膜伸張の治療用の眼科組成物は、RまたはRおよびRの両方が−NRR’である式IIのクロロフィルまたはバクテリオクロロフィルの誘導体を含む。好ましくは、これらの実施形態に従って、Rは、Hであり、R’は、正に荷電した基、負に荷電した基、生理学的条件下で負に荷電した基に変換される酸性基、または生理学的条件下で正に荷電した基に変換される塩基性基から選択される少なくとも1つの基によって置換されたC−C10アルキルである。より具体的な実施形態において、R’は、酸性SOH基もしくはそのアルカリ塩、または塩基性基−NRR’もしくは−NH−(CH2−6−NRR’によって置換されたC−Cアルキルであり、式中、RおよびR’はそれぞれ独立して、H、NHによって任意に置換されたC−Cアルキルであるか、またはRおよびR’はN原子と一緒になって、O原子またはN原子を任意に含有し、かつ−(CH2−6−NHによってさらなるN原子でさらに任意に置換された飽和5〜6員環を形成する。
ある特定の実施形態において、本発明の眼科組成物は、式IIのバクテリオクロロフィル誘導体を含み、式中、
Mは、2H、Mg、Pd、またはZnであり、
は、
(i)−O10
(ii)Y−R(式中、YがOまたはSであり、Rがアミノ酸、ペプチド、またはタンパク質の残基である)、
(iii)−NH−CH−CH(OH)−CHOH、
(iv)−NH−(CH−OH、
(v)−NH−CH(OH)−CH
(vi)−NH−(CH−NR−(CH−OH、
(vii)グリコシルアミノ、または
(viii)Rについて定義されたようなNHR’から選択され、
R’は、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、またはブトキシ、より好ましくは、メトキシ等のC−Cアルコキシであり、
は、−C(=O)−CH、−CH=N−(CH−SO 10 、−CH=N−(CH−COO10 、−CH=N−(CH−PO 2−(R10 、−CH−NH−(CH−SO 10 、−NH−(CH−COO10 、−NH−(CH−PO 2−(R10 、または−C(CH)=NR、好ましくは、C(CH)=N−(CH−NH、または−C(CH)=N−(CH−N(R) であり、
は、
(a)−NH−(CH−SO 10 、好ましくは、−NH−(CH−SO10 または−NH−(CH−SO10
(b)−NH−(CH−COO10
(c)−NH−(CH−PO 2−(R10
(d)−NH−(CH−B、
好ましくは、−NH−(CH−1−モルホリノまたは−NH−(CH−ピペラジノ、
(h)−NH−(CH−N(R”)−(CH−NRR’、好ましくは、−NH−(CH−NH−(CH−NH
(j)−NH−(CH−NRR’、好ましくは、−NH−CH−CH−NRR’から選択される(i)NHR’から選択され、
10 は、H、またはK、Na、Li、もしくはNH 、より好ましくは、K等の一価カチオンであり、
Xは、O、S、またはNHであり、
Bは、アンモニウム−NRR’R”、好ましくは、−N(CH 、グアニジニウム、スルホニウム、ホスホニウム、アルソニウムから選択される正に荷電した基であるか、またはBは、アミノ−−NRR’、好ましくは、−NH、グアニジノ、ホスフィノ、またはアルシノから選択される生理学的条件下で正に荷電した基に変換される塩基性基であり、
mは、1であり、nは、1〜10、好ましくは、2または3の整数であり、
は、生理学的に許容されるアニオンであり、
式中、R、R’、およびR”はそれぞれ独立して、HまたはC−Cアルキルである。
好ましい実施形態において、薬学的組成物は、式IIのバクテリオ塩素またはロドバクテリオクロリン誘導体を含み、式中、Rのみ、またはRおよびRは両方ともに、−NH−(CH−SO10 、−NH−(CH−SO10 、−NH−(CH−NH−(CH−NH、−NH−(CH−1−モルホリノ、または−NH−(CH−ピペラジノ−(CH−NHから選択され、R10 は、K、Na、Li、NH 、好ましくは、K等の一価カチオンである。ある特定のより好ましい実施形態において、RおよびRは両方ともに、−NH−(CH−SO10 または−NH−(CH−SO10 である。
他の好ましい実施形態では、式IIの塩素または(ロード)バクテリオ塩素誘導体は、本発明に従って使用され、少なくとも1つの負に荷電した基を有し、Mは、存在しないか、または二価PdもしくはZnイオン、好ましくは、Pdである。これらの実施形態において、Rは、−O10 、−NH−(CH−SO 10 、−NH−(CH−COO10 、もしくは−NH−(CH−PO 2−(R10 から選択されるか、またはRは、Y−Rであり、式中、Yは、O、Sであり、Rは、アミノ酸、ペプチド、またはタンパク質の残基であり、R’は、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、より好ましくは、メトキシ等のC−Cアルコキシであり、Rは、−C(=O)−CH、−CH=N−(CH−SO 10 、−CH=N−(CH−COO10 、−CH=N−(CH)n−PO 2−(R10 、または−CH−NH−(CH−SO 10 から選択され、Rは、−NH−(CH−SO 10 、−NH−(CH−COO10 、または−NH−(CH−PO 2−(R10 であり、R10 は、K、Na、Li、またはNH 、より好ましくは、K等の一価カチオンであり、mは、1であり、nは、1〜10、好ましくは、2または3の整数である。
より好ましい実施形態において、本発明に従って使用される負に荷電した光増感剤は、式IIのバクテリオ塩素誘導体であり、式中、Mは、Pdであり、Rは、−O10 、−NH−(CH−SO 10 、またはY−Rであり、式中、Yは、OまたはSであり、Rは、タンパク質、好ましくは、免疫グロブリンの残基であり、R’は、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、より好ましくは、メトキシ等のC−Cアルコキシであり、Rは、−C(=O)−CH、−CH=N−(CH−SO 10 、または−CH−NH−(CH−SO 10 であり、Rは、−NH−(CH−SO 10 、NH−(CH−COO10 、またはNH−(CH−PO 2−(R であり、R10 は、K、Na、Li、またはNH 、より好ましくは、K等の一価カチオンであり、mは、1であり、nは、2または3、より好ましくは、2である。
3、13、および/または17位で1つ、2つ、または3つの負に荷電した基を有する式IIのロドバクテリオクロリン誘導体の例には、以下のものが挙げられる:
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボミルメチル−ロドバクテリオクロリン13−(2−スルホエチル)アミドジカリウム塩(本明細書でWST11と指定される)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボミルメチル−ロドバクテリオクロリン13−(−スルホプロピル)アミドジカリウム塩(化合物)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボミルメチル−ロドバクテリオクロリン13,17−ジ−(2−スルホエチル)アミドジカリウム塩(化合物)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボミルメチル−ロドバクテリオクロリン13,17−ジ−(3−スルホプロピル)アミドジカリウム塩(化合物)、
−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン13−(2−スルホエチル)アミドジカリウム塩(化合物)、
−オキソ−15−メトキシカルボミルメチル−ロドバクテリオクロリン13−(−スルホプロピル)アミドジカリウム塩(化合物5)、
−オキソ−15−メトキシカルボミルメチル−ロドバクテリオクロリン13,17−ジ−(2−スルホエチル)アミドジカリウム塩(化合物6)、
−オキソ−15−メトキシカルボミルメチル−ロドバクテリオクロリン13,17−ジ−(3−スルホプロピル)アミドジカリウム塩(化合物7)、
亜鉛3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン13−(2−スルホエチル)アミドジカリウム塩、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン13−(2−スルホエチル)アミド、17−(N−免疫グロブリンG)アミドカリウム塩、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン13−(2−カルボキシエチル)アミドジカリウム塩、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン13−(3−ホスホプロピル)アミドトリカリウム塩、
パラジウム3−(3−スルホプロピルイミノ)−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン13,17−ジ(3−スルホプロピル)アミドトリカリウム塩、
パラジウム3−(3−スルホプロピルアミノ)−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン13,17−ジ(3−スルホプロピル)アミドトリカリウム塩、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン13,17−ジ(3−プロピオニル)アミド塩、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン13,17−ジ[2−(3−プロピオニルアミノ)−スルホエチル]アミドジカリウム塩、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン13,17−ジ[2−(3−プロピオニルアミノ)−ホスホエチル]アミドジカリウム塩、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン13,17−ジ(3−チオプロピオニル)アミドジカリウム塩3−ヒドロキシ−3−デオキソ−バクテリオフェオホルビドa、
−(ピリジン−4−イルメトキシ)−3−デオキソ−バクテリオフェオホルビドa、
バクテリオフェオホルビドa17−[(2,6−ジクロロ−4−メトキシフェニル)(2,4−ジクロロ−フェニル)]メチルエステル、
−ヒドロキシ−3−デオキソ−バクテリオフェオホルビドa17−[(2,6−ジクロロ−4−メトキシ−フェニル)(2,4−ジクロロフェニル)]メチルエステル、
−トリフルオロアセトキシ−3−デオキソ−バクテリオフェオホルビドa17−[(2,6−ジクロロ−4−メトキシフェニル)(2,4−ジクロロフェニル)]メチルエステル、
−ブロモ−3−デオキソ−バクテリオフェオホルビドa、
3−ビニル−3−デアセチル−バクテリオフェオホルビド、
−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−デオキソ−バクテリオフェオホルビドa、
−(2,2,2−トリフルオロエトキシ)−3−デオキソ−バクテリオフェオホルビドa、
−(2−メルカプトエチルスルファニル)−3−デオキソ−バクテリオフェオホルビドa、
−(2−ヒドロキシエチルアミノ)−3−デオキソ−バクテリオフェオホルビドa、
コバルト(III)3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン13−(2−スルホエチル)アミドジカリウム塩、
鉄(III)3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン13−(2−スルホエチル)アミドジカリウム塩、および
ニッケル(II)バクテリオフェオホルビドa、
白金(II)バクテリオフェオホルビドa。
好ましい実施形態において、本発明に従って使用される化合物は、以下のものから選択される一価もしくは二価アルカリまたはアルカリ土類金属カチオンあるいはNH を有するタウリン化またはホモタウリン化バクテリオ塩素誘導体の薬学的に許容される塩である:
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン13−(2−スルホエチル)アミド、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン13−(−スルホプロピル)アミド、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボミルメチル−ロドバクテリオクロリン13,17−ジ−(2−スルホエチル)アミド、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボミルメチル−ロドバクテリオクロリン13,17−ジ−(3−スルホプロピル)アミド、
−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン13−(2−スルホエチル)アミド、
−オキソ−15−メトキシカルボミルメチル−ロドバクテリオクロリン13−(−スルホプロピル)アミド、
−オキソ−15−メトキシカルボミルメチル−ロドバクテリオクロリン13,17−ジ−(2−スルホエチル)アミド、および
−オキソ−15−メトキシカルボミルメチル−ロドバクテリオクロリン13,17−ジ−(3−スルホプロピル)アミド。
最も好ましい化合物は、WST11および化合物1〜7である。
本発明で使用されるバクテリオクロロフィル誘導体は、米国第7,947,672号または国際公開第WO2005/120573号に記載の方法によって調製され得る。化合物(式中、Rがアミノ酸、ペプチド、またはタンパク質の残基である)の調製において、欧州特許第0584552号に記載の方法が適用され得る。負に荷電したバクテリオ塩素誘導体(式中、Rがアミノ酸の残基である)の調製において、欧州特許第0584552号に記載の方法が、米国第7,947,672号のスキーム1に記載の方法と組み合わせられ得る。
式IIの負に荷電した化合物の調製のための方法が、上述の米国第7,947,672号に開示される。例えば、バクテリオ塩素化合物(式中、Rが−O10 であり、R’が−OCHであり、Rがアセチルであり、Rが基−NH−(CH−SO 10 、−NH−(CH−COO10 、または−NH−(CH−PO 2−(R10 であり、R10 が一価カチオンであり、mが1であり、nが1〜10である)の調製は、(i)本明細書の式Iの対応するメタル化バクテリオフェオホルビド(M−バクテリオフェオホルビド)(式中、RがOHである)を、R10 緩衝液中で、それぞれ、式HN−(CH−SOH(例えば、タウリンHN−(CH−SOH)のアミノスルホン酸、または式HN−(CH−COOHのホモタウリンHN−(CH−SOH)アミノカルボン酸、または式HN−(CH−POのアミノホスホン酸と反応させることと、(ii)所望の式IIの化合物を単離することとを含む。
13および17位に上述の同一の負に荷電した基を有する式IIのバクテリオ塩素は、対応するM−バクテリオフェオホルビドと、過剰量の試薬である上述のアミノスルホン酸、アミノカルボン酸、またはアミノホスホン酸との反応、および所望の13,17−二置換誘導体の単離によって調製され得るか、または米国第7,947,672号に開示される異なる経路に従い得る。例えば、式IIのバクテリオ塩素(式中、RおよびRがそれぞれ、基−NH−(CH−SO 10 であり、Rが−OCHであり、Rがアセチルであり、R10 が一価カチオンであり、mが1であり、nが1〜10である)は、(i)式Iの対応するM−バクテリオフェオホルビド(式中、RがOHである)を、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)−カルボジイミド(EDC)の存在下で、N−ヒドロキシ−スルホスクシンイミド(スルホNHS)とカップリングさせることと、(ii)結果として生じるM−バクテリオフェオホルビド−17−N−ヒドロキシスルホスクシンイミドエステルを、R 緩衝液中で、式HN−(CH−SOHの過剰量のアミノスルホン酸と反応させて、17位に唯一の負に荷電した基を有する式I化合物を得ることと、(iii)この生成物を、R 緩衝液中で、過剰量のHN−(CH−SOHと反応させ、所望の式IIのバクテリオ塩素を単離することとによって調製される。アミノスルホン酸がアミノカルボン酸またはアミノホスホン酸によって置換されるとき、対応するカルボン酸およびホスホン酸誘導体が得られる。
他の実施形態では、本発明に従って使用される光増感剤は、式IIIのプルプリン−18またはバクテリオプルプリン−18誘導体(式中、Xが−NRであり、Rが−NRR’であり、RがHであり、R’がSO またはそのアルカリ塩によって置換されたC−Cアルキルである)であり、好ましくは、光増感剤は、バクテリオプルプリン−18(式中、Xが−NRであり、Rが−NH−(CH−SO 10 であり、式中、R 10が金属カチオン、アンモニウム基、または有機カチオン、好ましくは、Kである)である。
ある特定の実施形態において、本発明に従って使用される薬学的組成物は、少なくとも1つの正に荷電した基および/または生理学的pHで正に荷電した基に変換される少なくとも1つの塩基性基を含有する式I、II、またはIIIのクロロフィルまたはバクテリオクロロフィル誘導体を含み、式中、正に荷電した基および塩基性基は、上で定義されたものである。
ある特定の実施形態において、光増感剤は、式IIのクロロフィルまたは(ロード)バクテリオクロロフィル誘導体であり、式中、Rは、−NRR’であり、Rは、Hであり、R’は、HOCH−CH(OH)−CH−である。
ある特定の好ましい実施形態において、本発明に従って使用される薬学的組成物は、式IIのバクテリオ塩素またはロドバクテリオクロリン誘導体を含み、式中、Rは、OH、−NRR’、または−NR−CH−CH(OH)−CHOHから選択され、Rは、−NRR’または−NR−CH−CH(OH)−CHOHから選択され、式中、Rは、HまたはC−Cアルキルであり、R’は、少なくとも1つの正に荷電した基および/または生理学的条件下で正に荷電した基に変換される少なくとも1つの塩基性基によって置換されたC−C25ヒドロカルビルである。好ましい実施形態において、R’は、少なくとも1つの正に荷電した基、より好ましくは、−NRR’R”、または少なくとも1つの塩基性基、好ましくは、−NRR’によって置換され、かつ−N(R”)−基によって任意に中断されたC−C25アルキル、好ましくは、C−C10、より好ましくは、C−Cアルキルであり、式中、RおよびR’はそれぞれ独立して、H、NR”R”によって任意に置換されたC−Cアルキル、もしくはピリジル等のヘテロシクリルであるか、またはRおよびR’はN原子と一緒になって、O、S、またはN原子をさらに含有する6員環を形成し、R”は、HまたはC−Cアルキルである。
これらの好ましい実施形態に従って使用される特定の化合物は、正に荷電したバクテリオクロロフィル誘導体であり、式中、Mは、存在しないか、またはPdであり、R’は、−ORであり、式中、Rは、C−Cアルキルであり、Rは、−COCHであり、
(a)Rは、OHであり、Rは、−NHR’であり、
(b)RおよびRは両方ともに、同一の−NHR’基であり、
(c)Rは、−NH−CH−CH(OH)−CHOHであり、Rは、−NHR’基であり、
(d)Rは、NHR’基であり、Rは、−NH−CH−CH(OH)−CHOHであり、
(e)Rは、−NH−CH−CH−NRR’であり、Rは、
−NH−(CH−OH、
−NH−CH(OH)−CH
−NH−(CH−NR−(CH−OH、または
−グリコシルアミノからなる群から選択される。
−NHR’基は、以下のものから選択され:
(i)−NH−(CH−NRR’または−NH−(CH−NRR’R”、
(ii)−NH−(CH−N(R’’)−(CH−NRR’、
式中、
Xは、O、S、またはNRであり、
R、R’、およびR”は、上で定義されたものであるが、好ましくは、それぞれ独立して、HまたはC−Cアルキル、より好ましくは、メチルまたはエチルであり、
nは、1〜10、好ましくは、2〜6、より好ましくは、2または3の整数であり、およびmは、1〜6、好ましくは、1〜3の整数である。
そのような正に荷電した化合物または生理学的pH下で正に荷電するようになる化合物の具体的な例には、本明細書で化合物4’〜7’12、および2475と指定される化合物を含む化合物が挙げられる:
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13−(2−N−トリメチルアンモニウムエチル)アミド塩化物塩(化合物12)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13−(2−N−(トリメチルアンモニウムエチル)アミド酢酸塩(化合物24)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13−(2−N−ジメチルアミノエチル)アミド(化合物25)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13−(3−N−ジメチルアミノプロピル)アミド(化合物26)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13−(2−[(2−アミノエチル)アミノ]エチル)アミド(化合物27)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13−([2−ビス(2−アミノエチル)アミノ]エチル)アミド(化合物28)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13−(2−モルホリノ−N−エチル)アミド(化合物29)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13−(2−ピペラジノ−N−エチル)アミド(化合物30)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13−(2−[(2−N−ジエチルアミノエチル)アミノ]エチル)アミド(化合物31)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13−(3−[(3−アミノプロピル)アミノ]プロピル)アミド(化合物32)、
−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13,17−ジ(2−アミノエチル)アミド(化合物4’)、
−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13,17−ジ(2−N−トリメチルアンモニウムエチル)アミド二クエン酸塩(化合物5’)、
−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13,17−ジ(3−アミノプロピル)アミド(化合物6’)、
−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13,17−ジ(3−N−トリメチルアンモニウムプロピル)アミド二クエン酸塩(化合物7’)、
−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13,17−ジ(6−アミノヘキシル)アミド(化合物)、
−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13,17−ジ(6−N−トリメチルアンモニウムヘキシル)アミド二クエン酸塩(化合物)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン13,17−ジ(2−アミノエチル)アミド(化合物10)、
パラジウム3−オキソ−15−iメトキシカルボニルメチル−ロードバクテリオクロリン13,17−ジ(2−N−トリメチルアンモニウムエチル)アミド二リン酸塩(化合物11)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13,17−ジ(2−N−トリメチルアンモニウムエチル)アミド二酢酸塩(化合物33)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13,17−ジ(3−アミノプロピル)アミド(化合物34)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13,17−ジ(4−アミノブチル)アミド(化合物35)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13,17−ジ(2−N−ジメチルアミノエチル)アミド(化合物36)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13,17−ジ(3−N−ジメチルアミノプロピル)アミド(化合物37)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13,17−ジ−(2−[(2−アミノエチル)アミノ]エチル)アミド(化合物38)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13,17−ジ−(2−[(2−N−ジエチルアミノエチル)アミノ]エチル)アミド(化合物39)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13,17−ジ(2−モルホリノ−N−エチル)アミド(化合物40)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13,17−ジ(2−ピペラジノ−N−エチル)アミド(化合物41)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13,17−ジ−(3−[(3−アミノプロピル)アミノ]プロピル)アミド(化合物42)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13,17−ジ([2−ビス(2−アミノエチル)アミノ]エチル)アミド(化合物43)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13,17−ジ(2−N−(2’−ピリジル)アミノエチル)アミド(化合物44)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13,17−ジ(2−N−ジエチルアミノエチル)アミド(化合物45)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13−(2−アミノエチル)アミド−17−(2,3−ジヒドロキシプロピル)アミド(化合物48)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13−(2−N−ジメチルアミノエチル)アミド−17−(2,3−ジヒドロキシプロピル)アミド(化合物50)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13−(2−[(2−アミノエチル)アミノ]エチル)アミド−17−(2,3−ジヒドロキシプロピル)アミド(化合物55)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13−(2−N−(2’−ピリジル)アミノエチル)アミド−17−(2,3−ジヒドロキシプロピル)アミド(化合物57)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13−([2−ビス(2−アミノエチル)アミン]エチル)アミド−17−(2,3−ジヒドロキシプロピル)アミド(化合物59)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13−(3−アミノプロピル)アミド−17−(2,3−ジヒドロキシプロピル)アミド(化合物60)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13−(4−アミノブチル)アミド−17−(2,3−ジヒドロキシプロピル)アミド(化合物61)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13−(2−N−ジエチルアミノエチル)アミド−17−(2,3−ジヒドロキシプロピル)アミド(化合物62)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13−(2−N−エチルアミノエチル)アミド−17−(2,3−ジヒドロキシプロピル)アミド(化合物63)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13−(3−N−メチルアミノプロピル)アミド−17−(2,3−ジヒドロキシプロピル)アミド(化合物64)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13−(3−N−(2’−ピリジル)アミノプロピル)アミド−17−(2,3−ジヒドロキシプロピル)アミド(化合物71)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13−(4−N−(2’−ピリジル)アミノブチル)アミド−17−(2,3−ジヒドロキシプロピル)アミド(化合物72)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13−(2,3−ジヒドロキシプロピル)アミド−17−(2−トリメチルアンモニウムエチル)アミド(化合物46)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13−(2,3−ジヒドロキシプロピル)アミド−17−(2−アミノエチル)アミド(化合物47)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13−(2,3−ジヒドロキシプロピル)アミド−17−(2−N−ジメチルアミノエチル)アミド(化合物49)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13−(2,3−ジヒドロキシプロピル)アミド−17−(2−[(2−アミノエチル)アミノ]エチル)アミド(化合物51)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13−(2,3−ジヒドロキシプロピル)アミド−17−(2−[(2−N−ジエチルアミノエチル)アミノ]エチル)アミド(化合物52)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13−(2,3−ジヒドロキシプロピル)アミド−17−(2−モルホリノ−N−エチル)アミド(化合物53)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13−(2,3−ジヒドロキシプロピル)アミド−17−(2−ピペラジノ−N−エチル)アミド(化合物54)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13−(2,3−ジヒドロキシプロピル)アミド−17−(2−N−(2’−ピリジル)アミノエチル)アミド(化合物56)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13−(2,3−ジヒドロキシプロピル)アミド−17−([2−ビス(2−アミノエチル)アミノ]エチル)アミド(化合物58)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13−(2,3−ジヒドロキシプロピル)アミド−17−(3−N−(2’−ピリジル)アミノプロピル)アミド(化合物73)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13−(2,3−ジヒドロキシプロピル)アミド−17−(4−N−(2’−ピリジル)アミノブチル)アミド(化合物74)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13−(2−N−ジメチルアミノエチル)アミド−17−(2−ヒドロキシエチル)アミド(化合物65)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13−(2−N−ジメチルアミノエチル)アミド−17−(3−ヒドロキシプロピル)アミド(化合物66)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13−(2−N−ジメチルアミノエチル)アミド−17−(2−ヒドロキシプロピル)アミド(化合物67)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13−(2−N−ジメチルアミノエチル)アミド−17−((R)−2−ヒドロキシプロピル)アミド(化合物68)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13−(2−N−ジメチルアミノエチル)アミド−17−((S)−2−ヒドロキシプロピル)アミド(化合物69)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13−(2−N−ジメチルアミノエチル)アミド−17−(2−(2−ヒドロキシエチルアミノ)エチル)アミド(化合物70)、および
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13−(2−N−ジメチルアミノエチル)アミド−17−(グリコシル)アミド(化合物75)。
上に列記される化合物は、例えば、上述の国際公開第WO2005/120573号で詳細に説明されるように調製され得る。
他の正に荷電したバクテリオ塩素誘導体および生理学的pH下で正に荷電するようになる塩基性バクテリオ塩素誘導体は、式IIの化合物であり、式中、Mは、Pdであり、R’は、−ORであり、式中、Rは、C−Cアルキル、好ましくは、メチルであり、Rは、−COCHであり、Rおよび/またはRは、−NRR’であり、式中、Rは、Hであり、R’は、(i)グアニジノ基またはグアニジニウム基、(ii)スルホニウム基、(iii)ホスフィノ基またはホスホニウム基、(iv)アルシノ基またはアルソニウム基によって置換されたC−C25ヒドロカルビル、好ましくは、C−C25アルキル、より好ましくは、C−C10アルキルである。
より好ましい実施形態において、RおよびRは両方ともに、(i)−NH−(CH−C(=NH)−NHもしくは−NH−(CH−C(=NH)−N(R)、より好ましくは、−NH−(CH−C(=NH)−N(CH
(ii)−NH−(CH−S(R)、より好ましくは、−NH−(CH−S(CH
(iii)−NH−(CH−P(R)、より好ましくは、−NH−(CH−P(CHもしくはNH−(CH−P(R)、より好ましくは、−NH−(CH−P(CH、または
(iv)−NH−(CH−As(R)、より好ましくは、−NH−(CH−As(CHもしくはNH−(CH−As(R)、より好ましくは、−NH−(CH−As(CHから選択される同一の基であり、式中、nは、1〜10、好ましくは、2、3、または6の整数である。
そのような化合物の例には、本明細書で化合物1414a15〜19と指定される化合物が挙げられる:
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン13,17−ジ(2−グアニジノエチル)アミド(化合物14)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン13,17−ジ(2−トリメチルグアニジニウムエチル)アミド(化合物14a)、
パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13−(2−S−ジメチルスルホニウムエチル)アミドクエン酸塩(化合物15)、
−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13,17−ジ(2−P−トリメチルホスホニウムエチル)アミド二クエン酸塩(化合物17)、
−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13,17−ジ(2−ジメチルホスフィノエチル)アミド(化合物18)、および
−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13,17−ジ(2−As−トリメチルアルソニウムエチル)アミド二クエン酸塩(化合物19)。
上述の化合物は、国際公開第WO2005/120573号に教示されるように調製され得る。
なおさらに好ましい実施形態において、本発明に従って使用されるBchl誘導体は、式IIのバクテリオ塩素誘導体であり、式中、Mは、2HまたはPdであり、R’は、−ORであり、式中、Rは、C−Cアルキル、好ましくは、メチルであり、Rは、−C(CH)=NRであり、Rおよび/またはRは、−NR’R”であり、式中、R’は、Hであり、RおよびR”は、少なくとも1つのアミノ末端基または正に荷電した基、より好ましくは、式−N(RR’R”)Aのアンモニウム末端基によって置換されたC−C25ヒドロカルビル、好ましくは、C−C25アルキル、より好ましくは、C−C10アルキルであり、式中、R、R’、およびR”は、好ましくは、同一のC−Cアルキル、好ましくは、メチルであり、Aは、アニオンである。本発明のより好ましい実施形態において、Rは、式−C(CH)=N−(CH−NHまたは−C(CH)=N−(CH−N(R) 、最も好ましくは、−C(CH)=N−(CH−N(CH の基であり、RおよびRは、式−NH−(CH−NHまたはNH−(CH−N(R) 、より好ましくは、−NH−(CH−N(CH の基であり、式中、nは、1〜10であるが、好ましくは、2、3、または6の整数である。そのような化合物の例には、本明細書で化合物2023と指定される化合物が挙げられる:
−(アミノエチルイミノ)−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン−13,17−ジ(2−アミノエチル)アミド(化合物20)、
パラジウム3−(アミノエチルイミノ)−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン13,17−ジ(2−アミノエチル)アミド(化合物21)、
−(トリメチルアンモニウムエチルイミノ)−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン13,17−ジ(2−トリメチルアンモニウムエチル)アミド(化合物22)、および
パラジウム3−(トリメチルアンモニウムエチルイミノ)−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン13,17−ジ(2−トリメチルアンモニウムエチル)アミド(化合物23)。
上述の化合物は、国際公開第WO2005/120573号に説明されるように調製され得る。
ある特定の実施形態において、本発明に従って使用される正に荷電した光増感剤は、式IのBchl誘導体であり、式中、Mは、Pdであり、Rは、−COOCHであり、Rは、Hであり、Rは、−COCHであり、Rは、=Oであり、Rは、−ORであり、式中、Rは、ヒドロキシ基を含有するアミノ酸の残基、好ましくは、セリン、またはその誘導体、好ましくは、アルキル、より好ましくは、メチル、エステル、または前記アミノ酸もしくはその誘導体を含有するペプチドであり、そこでアミノ酸残基の遊離アミノ基がトリメチルアンモニウム基として四級化され得る。そのような式Iの誘導体の例として、本明細書で化合物13:O−[Pd−Bpheid]−[N−トリメチルアンモニウム−2−メチル]−セリンメチルエステルヨウ化物塩と指定される化合物が挙げられる。
本発明に従って、式I〜IIIの(バクテリオ)クロロフィル化合物の薬学的に許容される塩は、眼のPDT治療に使用され、これらの塩はいずれも、分子中に存在する任意のカルボキシ基、および塩基、ならびに酸付加塩によって形成される。
薬学的に許容される塩は、金属またはアミンカチオン、例えば、アルカリおよびアルカリ土類金属または有機アミンのカチオン等とともに形成される。カチオンとして使用される金属の例には、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム等が挙げられる。好適なアミンの例には、N,N’−ジベンジルエチレンジアミン、クロロプロカイン、コリン、ジエタノールアミン、エチレンジアミン、N−メチルグルカミン、およびプロカインが挙げられる(例えば、Berge S.M.,et al.,“Pharmaceutical Salts,”(1977)J.of Pharmaceutical Science,66:1−19を参照のこと)。
塩基性光増感剤の酸付加塩には、塩酸、硝酸、リン酸、硫酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、亜リン酸等の無機酸由来の塩、ならびに脂肪族モノおよびジカルボン酸、フェニル置換アルカン酸、ヒドロキシアルカン酸、アルカン二酸、芳香族酸、脂肪族および芳香族スルホン酸等の有機酸由来の塩が含まれる。したがって、そのような塩には、硫酸塩、ピロ硫酸塩、重硫酸塩、亜硫酸塩、重亜硫酸塩、硝酸塩、リン酸塩、一水素リン酸塩、二水素リン酸塩、メタリン酸塩、ピロリン酸塩、塩化物、臭化物、ヨウ化物、酢酸塩、プロピオン酸塩、カプリル酸塩、イソ酪酸塩、シュウ酸塩、マロン酸塩、コハク酸塩、スベリン酸塩、セバシン酸塩、フマル酸塩、マレイン酸塩、マンデル酸塩、安息香酸塩、クロロ安息香酸塩、メチル安息香酸塩、ジニトロ安息香酸塩、フタル酸塩、ベンゼンスルホン酸塩、トルエンスルホン酸塩、フェニル酢酸塩、クエン酸塩、乳酸塩、マレイン酸塩、酒石酸塩、メタンスルホン酸塩等が含まれる。アルギン酸塩等およびグルコン酸塩またはガラクツロン酸塩等のアミノ酸の塩も企図される(例えば、Berge S.M.,et al.,“Pharmaceutical Salts,”(1977)J.of Pharmaceutical Science,66:1−19を参照のこと)。
前記塩基性化合物の酸付加塩は、遊離塩基形態を十分な量の所望の酸と接触させて、従来の様式で塩を生成することによって調製される。遊離塩基形態は、塩形態を塩基と接触させ、従来の様式で遊離塩基を単離することによって再生され得る。遊離塩基形態は、極性溶媒中の溶解度等のある特定の物理的性質の点でそれらの各塩形態とは若干異なるが、さもなければ、その塩は、本発明の目的において、それらの各遊離塩基と同等である。
本発明に従って使用される酸性光増感剤の塩基付加塩は、遊離酸形態を十分な量の所望の塩基と接触させて、従来の様式で塩を生成することによって調製される。遊離酸形態は、塩形態を酸と接触させ、従来の様式で遊離酸を単離することによって再生され得る。遊離酸形態は、極性溶媒中の溶解度等のある特定の物理的性質の点でそれらの各塩形態とは若干異なるが、さもなければ、その塩は、本発明の目的において、それらの各遊離酸と同等である。
本発明に従って使用される負に荷電したクロロフィルおよびバクテリオクロロフィル化合物ならびに正に荷電したクロロフィルおよびバクテリオクロロフィル化合物、ならびに薬学的に許容されるその塩は、高度に水溶性であり、界面活性剤を添加することなく水性製剤を調製することを可能にする。
本発明に従って使用される薬学的組成物は、眼科組成物、好ましくは、液体、例えば、溶液、懸濁液、およびエマルジョンであるか、または患者の眼に局所適用され、かつPDT適用前の角膜または強膜への透過を可能にするゲルである。眼科組成物は、通常、当技術分野で周知の薬学的に許容される不活性担体および賦形剤を含む。薬学的組成物は、例えば、活性薬剤の透過深度を媒介するために1つ以上の機能的賦形剤をさらに含有し得る。光増感剤の透過深度を制限することは、治療を目的とする領域に限定し、それによって、光増感剤の照射時に形成される活性酸素種(ROS)に起因する周囲組織への悪影響を最小限に抑えるため、有利であり得る。
薬学的組成物の調製について、光増感剤は、例えば、マンニトールで凍結乾燥され、乾燥粉末は、患者への局所適用または試料インビトロ標的上での適用のために、生理食塩水または任意の他の薬学的に許容される水溶液中に直接可溶化される。組成物の調製は、例えば、Remington:The Science and Practice of Pharmacy,Mack Publishing Co.,Easton,Pa,1990に要約されるような当技術分野で周知の技法によって行われる。
本発明者は、光増感剤に10分間または30分間曝露されたウサギ角膜および強膜へのいくつかのバクテリオクロロフィル誘導体の透過が、賦形剤を有する光増感剤が適用されたときよりも、デキストラン−500を有しない光増感剤が適用されたときに著しく深かったことを見出した。図4A〜4Hに示されるウサギ角膜の蛍光顕微鏡測定は、負に荷電したバクテリオ塩素誘導体WST11が、デキストランの不在下で、10分間のインキュベーション後に角膜間質の半分を横断し、30分間のインキュベーション後にその間質の全深さを横断することを示す。対照的に、デキストラン−500を有するWST11の適用は、透過深度を10分間のインキュベーション後に角膜間質の外側3分の1に、かつ30分間のインキュベーション後には約50%に制限した。他のスルホン化Bchls誘導体、すなわち、化合物の透過深度を製剤中のデキストランの存在下で測定したときに、同様の結果が得られた。
デキストラン−500を混合したWST11(または化合物)での処理は、デキストランを有しないWST11と比較して、硬化効果を変化させなかった。しかしながら、それは、この処理の悪影響を大いに減少させた。臨床的に、角膜浮腫および上皮治癒の期間および程度は、著しく低下した。また、いくつかの処理した角膜に生じる上皮のかすみは、デキストランの不在下でのみ現れた。しかしながら、最も重要な影響は、内皮層の保護および処理した角膜内の角膜実質細胞の機能障害の減少であるように見える。これは、本明細書の図11A〜11Cに示されるウサギ眼の組織学的切片において明確に実証される。デキストラン500を混合したWST11(または化合物)で処理し、その後、NIR照射した後の組織学試験は、内皮細胞に損傷を与えることなく前角膜内の角膜実質細胞集団を減少させることを示した。
この保護、ならびに浮腫の弱毒化および治癒時間の短縮は、恐らく、減少されたWST11透過深度、続いて、空間的に限定された光生成ラジカルの影響に関連している。驚いたことに、生理食塩水中のWST11が10分間のインキュベーション後に角膜間質の半分に透過した一方で、これは、角膜の同様の深さまで透過した後にデキストランとともに適用されたWST11よりも低い硬化率をもたらした。この観察結果は、角膜の中心層におけるWST11の蓄積、およびデキストランの不在下でWST11をより拡散して分布するときよりもよりもこの領域において高いROS濃度をもたらすという可能性と定性的に相関し得る。
デキストランの保護的役割は、恐らく、角膜を硬化するための当技術分野で既知のリボフラビン(RF)/UVA処理において維持される。デキストラン−500を有するRFの製剤が溶液等浸透圧の維持に役立つと主張されているが(Letko et al.,2011)、最近になって、RF−デキストラン溶液(RF−D)の間質透過が、長時間曝露したときでさえ前部200μmに制限されることが報告された(Sondergaard et al.,2010)。この所見は、本発明者によって得られたデータを裏付け、かつデキストランが光増感剤の角膜への前部透過を制限し、それによって、光毒性作用から内皮細胞を保護するという結論を立証する。この効果の分子的性質はまだ決定されていないが、多糖類は、天然コラーゲンと一緒になってマトリックスを形成するようであり、これは、より深い層への光増感剤の移動を阻止する障壁の役割を果たす。
デキストランは、消化可能および分解可能なグルコースの高分子量ポリマーであり、これは、眼科製剤の賦形剤、例えば、人工涙液および点眼剤としての使用において幅広い割合を占める。デキストラン画分は、天然デキストランの部分的酸加水分解から得られ、それらは、様々な特性および用途を有し、1000〜200万の範囲の分子量で供給される。この画分の分子量は、大抵の場合、主要な特性である。デキストラン5、デキストラン10等の記号表示は、1000で割った平均分子量を表す。したがって、デキストラン10は、平均分子量10,000に相当する。ある特定の実施形態において、デキストラン画分は、デキストラン50、デキストラン70、デキストラン100、デキストラン200、デキストラン500、デキストラン1000、およびデキストラン2000から選択される。本発明の眼科組成物の調製に使用される最も好ましいデキストラン画分は、デキストラン500である。
20%のデキストラン500が製剤に添加されると、それは、製剤の粘度を約179cPまで増加させる。デキストランとの同時投与の際の光増感剤の透過深度の減少を説明するための代替的アプローチは、製剤の粘度の増加である。本発明者は、20%のデキストラン溶液との同時投与の効果と比較して、光増感剤と200cPの粘度を有する65%のグルコース溶液または92%のグリセロール溶液との同時投与の効果を試験した。65%のグルコース溶液または92%のグリセロール溶液が光増感剤の透過深度をデキストランと同一の程度まで制限することが分かった。
したがって、より好ましい実施形態において、本発明は、角膜菲薄化の治療用の粘性眼科組成物を提供する。これらの実施形態に従って、眼科組成物は、製剤の粘度を高め、それによって、活性薬剤の角膜への透過を制限するか、または遅延させる賦形剤として粘性剤を含む。眼科製剤に使用される任意の粘性剤は、本発明の目的に好適である。粘性剤としての機能を果たす好ましい機能的賦形剤は、バイオポリマー、好ましくは、多糖類、より好ましくは、天然の生物学的プロセスの結果として体内で生分解性の高い天然多糖類である。天然多糖類は、それらの一意の物理化学的特性、比較的低費用、それらが特定のニーズを満たすように化学修飾され得るといった理由からも有利である。ポリマー粘性剤の非限定的な例として、デキストラン、スクレログルカンおよびその誘導体、ジェランガム、グアーガム、メチルセルロース(MC)、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ゼラチン、カルボマー等が挙げられる。好ましい粘性剤には、デキストラン、およびエキソ多糖類ヒドロゲルスクレログルカン、具体的には、そのカルボン酸化誘導体、ジェランガム、およびグアーガムがある。
本発明の眼科製剤で使用され得る非ポリマー粘性剤には、グルコースおよびグリセロールが含まれる。
あるいは、この組成物は、20%のデキストラン溶液または65%のグルコース溶液または92%のグリセロール溶液等であるが、これらに限定されない不活性の粘性溶液と同時投与され得る。
ウサギ角膜および強膜におけるバクテリオクロロフィル誘導体の局所適用、その後の600〜900nmでの照射、ならびに角膜および強膜における光生成酸素ラジカルの捕捉は、エクスビボおよびインビボにおいて一貫した角膜および強膜硬化をもたらした光化学反応、恐らく、重合反応を誘発した。ウサギ眼に適用されたバクテリオクロロフィル誘導体の光化学反応は、照射中の連続的な退色およびスペクトル変形として観察された可能性がある(漂白は、本明細書の図5に示される)。
ウサギ角膜について、照射前にエクスビボでWST11と30分間インキュベートすることによって、ヤング率および極限応力をそれぞれ、369%および267%増加させた。インビボで行われる同一のパラメータでの処理は、ヤング率および極限応力をそれぞれ、174%および111%上昇させた。ヤング率は、インビボで処理した角膜の場合、インキュベーション時間とともに増加した。
ウサギ強膜について、照射前にエクスビボでWST11と30分間インキュベートすることによって、ヤング率および極限応力をそれぞれ、300%および274%増加させた。
したがって、水溶性(バクテリオ)クロロフィル誘導体で前処理した角膜および強膜のPDTは、内皮細胞に損傷を与えることなく、極限応力およびヤング率を少なくとも2倍に高めた。この処理は、動物モデルにおいて安全であるように見え、したがって、屈折矯正手術後の円錐角膜および角膜拡張の治療の臨床試験が考慮され得る。
したがって、別の態様では、本発明は、角膜菲薄化または強膜伸張に伴う眼疾患、障害、および状態の光線力学的治療のための方法を提供し、本方法は、(a)角膜菲薄化または強膜伸張に苦しむ個体に、上で定義された式I、II、またはIIIの(バクテリオ)クロロフィルまたはそれを含む薬学的組成物である光増感剤を投与するステップ、および(b)赤外または近赤外(NIR)波長の光で眼を照射するステップを含む。
本発明によって提供される方法は、RF/UVA処理に対して有利である。UVA照射は、いくつかの報告書によって、適用されたRFの透過深度が制限された場合であっても、角膜内皮細胞に有害であり(Wollensak et al.,2004(a)、Wollensak et al.,2004(b)、Wollensak 2010(a))かつ角膜実質細胞の完全喪失をもたらす(Spoerl et al、2007、Hafezi et al.,2009、Wollensak et al.,2010(b))ことが示された。
バクテリオクロロフィル/NIR処理による角膜硬化に関与する機構は、RF/UVAによって強いられる機構とは異なり得る。WST11等の光励起された水溶性バクテリオクロロフィル誘導体は、RF/UVA処理の主なROS生成物である最小量の一重項酸素を有するスーパーオキシドおよびヒドロキシルラジカルを生成する(図6を参照のこと)。
一実施形態において、本発明の方法は、円錐角膜、外傷に起因する角膜拡張、例えば、レーザー角膜切削形成術(LASIK)後拡張、レーザー屈折矯正角膜切除術(PRK)後拡張、感染後拡張、周辺拡張、萎縮、眼圧上昇、または角膜間質が約250μmよりも薄い状態のまま放置された光屈折矯正手術の合併症から選択される角膜菲薄化疾患、障害、および状態の治療のために適用される。
本発明の方法によって治療され得る強膜および/または角膜異常の結果として生じる視力喪失に伴う他の非限定的な疾患および状態には、角膜のリウマチ状態、変性近視、正乱視、強膜ぶどう腫、高眼圧緑内障、低眼圧緑内障、およびこれらの組み合わせが含まれる。
(バクテリオ)クロロフィル光増感剤および眼の赤外またはNIR照射の併用治療は、介入手順を受ける予定であるか、または介入手順をすでに受けた患者における予測される強膜脆弱化または角膜菲薄化を予防するために使用され得る。
したがって、さらなる態様において、本発明は、介入手順前、介入手順中、または介入手順後に、角膜および/または強膜疾患または脆弱化を予防するための方法を提供し、本方法は、(a)角膜および/または強膜疾患または脆弱化に苦しむことが予測される個体に、上で定義されたクロロフィルもしくはバクテリオクロロフィル化合物またはその薬学的組成物を投与するステップ、および(b)赤外または近赤外(NIR)波長の光で眼を照射するステップを含む。
PDT治療のために投与される(バクテリオ)クロロフィル誘導体の量は、PDTにおいて使用される他のBchl誘導体で蓄積された経験に従って熟練した医師によって定められ、活性成分として用いる誘導体の選択、治療される状態、投与方法、患者の年齢および状態、ならびに医師の判断によって異なる。
実施例
物質および方法
(i)化合物。パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボミルメチル−ロドバクテリオクロリン13−(2−スルホエチル)アミド一価塩(例えば、ジカリウム塩WST11)は、STEBA Laboratories,Israelから供給された。パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボミルメチル−ロドバクテリオクロリン13−(−スルホプロピル)アミド二価塩(例えば、ジカリウム塩化合物1)、パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボミルメチル−ロドバクテリオクロリン13,17−ジ−(2−スルホエチル)アミド二価塩(例えば、ジカリウム塩化合物2)、パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボミルメチル−ロドバクテリオクロリン13,17−ジ−(3−スルホプロピル)アミド塩(例えば、ジカリウム塩化合物3)、3−オキソ−15−メトキシカルボミルメチル−ロドバクテリオクロリン13−(2−スルホエチル)アミド塩(例えば、ジカリウム塩化合物4)、3−オキソ−15−メトキシカルボミルメチル−ロドバクテリオクロリン13−(−スルホプロピル)アミド塩(例えば、ジカリウム塩化合物5)、3−オキソ−15−メトキシカルボミルメチル−ロドバクテリオクロリン13,17−ジ−(2−スルホエチル)アミド二価塩(例えば、ジカリウム塩化合物6)、および3−オキソ−15−メトキシカルボミルメチル−ロドバクテリオクロリン13,17−ジ−(3−スルホプロピル)アミド二価塩(例えば、ジカリウム塩化合物7)を、米国第7,947,672号に記載されるように調製した。他のバクテリオクロロフィル誘導体、例えば、負に荷電した基または正に荷電した基を含有する誘導体を、米国第7,947,672号および国際公開第WO2005/120573号に記載されるように調製した。バクテリオクロロフィル誘導体の溶液を、2つの形態で調製した:(a)2.5mg/mLの濃度であり、かつpHが7.3に調整された生理食塩水中でのみ(本明細書において「Bchl−S溶液」または「Bchl−S」と称される)、(b)20%のデキストラン500(31392 Fluka,Switzerland)を有し、かつpHが7.3に調整された生理食塩水中の2.5mg/mLのバクテリオクロロフィル誘導体(本明細書において「Bchl−D溶液」または「Bchl−D」と称される)。
リボフラビン(RF)溶液の2つの形態を用いた:(a)pHが7.3に調整された生理食塩水中のリボフラビン−5’−リン酸塩の0.1%溶液(本明細書において「RF溶液」と称される)、(b)測定されたpHが6.8である20%のデキストランT−500中のリボフラビン−5’−リン酸塩の市販(Medio Cross,Germany)の0.1%溶液(本明細書において「RF−D溶液」またはRF−D」)。
(ii)光源、(a)755nmで最大1Wの波長可変出力を有するダイオードレーザー(CeramOptec,Germany)、(b)760nmで2×18mWのLED系(Roithner Lasertechnik,Austria)、および(c)370nmで2×3mWのLED系(Roithner Lasertechnik,Austria)。
(iii)動物。ワイツマン科学研究所の動物中核施設(Rehovot,Israel)でニュージーランド白色(NZW)ウサギを収容し、食物および水に随意にアクセスさせた。すべての実験手順は、施設内動物管理および使用委員会の承認済みであった。すべての実験を、眼科および視力研究における動物使用に関するARVO記述に従って行った。
方法
(a)角膜の研究
角膜硬度の生体力学的試験
(i)角膜硬化のエクスビボ生体力学的研究のための試料調製。ウサギ(15〜16週齢、体重3〜4kg)の死後、眼を摘出した。その後の切削配向を維持するために、摘出前に12および6h位置を強膜上に印をつけた。角膜をPKRスクレーパー(Becton Dickenson,USA)を用いて機械的に脱上皮化した。通常、約10匹のウサギを、バクテリオクロロフィル/NIR処理に割り当て(本明細書において「試験群」(例えば、WST11/NIR))、比較するために、2匹のウサギをRF/UVAで処理した(本明細書において「RF/UVA群」)。試験群において、10匹のウサギの10個の眼を逆さまにして試験化合物生理食塩水溶液(Bchl−S)に30分間浸し、その後、10mW/cmのダイオードレーザーで30分間NIR照射(600〜900nm)した。未処理の対側眼を対照とした。RF/UVA基において、RF−D溶液を2匹のウサギの2個の眼に10分間毎に30分間局所適用し、その後、3mW/cmの二重ダイオードで30分間UVA照射(370nm)した。処理後、角強膜輪部を除去し、一致した形状を有するパラフィン半球ボタン(paraffin hemisphere button)上に設置して、組織を伸張することなく正確に切開した。幅4±0.2mmの細長い角膜片を、自己構成型二重刃カッターを用いて上下方向に上皮側から切削した。これらの細長い角膜片は、両端に2mmの強膜を含んだ。角膜中央の厚さを超音波パキメトリー(Humphrey ultrasonic pachometer,USA)で測定した。その後、細長い角膜片を生体力学的試験装置に移した。
(ii)インビボ研究のための試料調製
12〜25週齢のウサギ(体重2.5〜3kg)を使用した。それらを、35mg/kgのケタミン(Rhone Merieux,Lyon,France)および5mg/kgのキシラジン(Vitamed,Benyamina,Israel)の筋肉内(i.m.)注入によって麻酔した。通常、バクテリオクロロフィル処理のために16匹のウサギを割り当てた。脱上皮化後、それぞれのウサギの一方の眼を、アイキャップ(直径12mm)を用いて、生理食塩水中の試験化合物で10、20、および30分間局所的に処理し、その後、10、20、または30分間NIR照射(755nm、10mW/cm)した。他方の眼を未処理の対照とした。輪部幹細胞の曝露を阻止するために、照射した領域を、直径8mmの中央開口部を有するアルミホイルで覆って限定した。デキストランの役割を決定するために、12匹のウサギを各群に3匹のウサギを有する4つの処理群に分け、第1群であるBchl−S群をバクテリオクロロフィル誘導体の生理食塩水溶液で処理し、第2群であるBchl−D群をバクテリオクロロフィル−デキストラン溶液で処理した。両群を試験化合物と20分間インキュベートし、その後、30分間NIR照射(755nm、10mW/cm)した。第3群であるRF群をデキストランを有しないリボフラビンで処理し、第4であるRF−D基をRF−デキストラン溶液(RF−D)で処理した。両群をRFまたはRF−D溶液と30分間インキュベートし、その後、30分間UVA照射(370nm、3mW/cm)した。0.1%のデキサメタゾン、ネオマイシン、およびポリミキシンB(Maxitrol(登録商標),Alcon,Belgium)を含有する眼軟膏を処理した眼に1日1回、2週間適用した。処理の4週間後にウサギを屠殺し、角強膜環を除去し、一致した形状を有するパラフィン半球ボタン上に設置して、組織を伸張することなく正確に切開した。幅4±0.2mmの細長い角膜片を、エクスビボ切開において上述のように上皮側から切削した。細長い角膜片を直ちに生体力学的試験装置に移した。
薬物蓄積、透過、および光退色
(i)光増感剤の全体的な蓄積
ウサギ眼を死後すぐに機械的に脱上皮化した。大抵の研究において、6匹のウサギを使用し、6匹のウサギの6個の眼を、アイキャップを用いてバクテリオクロロフィル試験化合物に10、20、および30分間(各試験につき2個の眼)曝露したが、対側眼を未処理のままにし、対照とした。角膜を除去し、直径8mmのボタン中央を円形トレフィンで穿孔し、光ビーム経路の領域内のポリメチルメトキシレートキュベットの外側に設置した。吸収スペクトルを記録し、600〜900nm(大抵の場合、755nm)の光学密度(OD)をV−570分光光度計(Jasco,Japan)を用いて測定した。
(ii)透過深度研究
ウサギの死後、眼を摘出し、機械的に脱上皮化した。これらの眼を、アイキャップを用いて、暗所で、Bchl−S溶液に5、10、および30分間曝露し、Bchl−D溶液に10および30分間曝露した。対照:未処理の眼、および暗所でデキストラン−500のみで30分間処理した1個の眼。この前処理に従って、角膜を生理食塩水で簡単にすすぎ、8mmのボタン中央をトレフィンで切除し、除去し、アルミホイルに包み、さらに使用するまでドライアイス上で凍結させた。連続した角膜中央矢状薄片(12μm)を冷凍ミクロトームで切削し、顕微鏡スライドガラス上に載置し、使用するまで−70℃で凍結保存した。蛍光測定のために、個々の薄片を顕微鏡台に設置し、直ちに写真撮影して記録した。3連続の冷凍切片由来のBchl−SまたはBchl−Dで処理した角膜の蛍光強度を、740nmでの励起時に、CCDカメラ(Cascade 512B,Roper Sci.,USA)を装備した蛍光顕微鏡(BX61 Olympus,Japan)および760nm超の長いパスフィルタを用いて、760nmで記録した。デジタルデータをImageJソフトウェア(NIH,USA)を用いて分析した。
(iii)光増感剤の光退色
安楽死させたウサギの眼の角膜を脱上皮化した。通常、5匹のウサギを試験し、10個中8個の眼を、アイキャップを用いて、生理食塩水中のバクテリオクロロフィル誘導体(Bchl−S)で20分間前処理した。溶液の過剰分を慎重に濾紙に吸い込ませた。これらの眼を指定の期間:0、10、30、および60分間(各期間につき2個の角膜)照射した。さらなる2個の眼を対照として使用した。角膜を除去し、直径8mmのボタン中央を円形トレフィンで穿孔した。吸収スペクトルをV−570分光光度計(Jasco,Japan)を用いて記録した。
Bchl/NIRおよびRF/UVA処理後の蛍光分光
ウサギの死後、眼を摘出した。角膜上皮をスクレーパーで脱上皮化した。通常、2匹のウサギの2個の眼をBchl−SまたはBchl−D溶液に30分間浸し、その後、NIR照射(30分間)した。RF−D溶液を2個の眼に30分間適用し、その後、UVA照射(30分間)した。2個の眼を対照とした。角膜を除去し、8mmのボタン中央を円形トレフィンで穿孔した。これらのボタンを、蛍光分光計(Varian−Cary Eclipse,USA)に斜め45度(図2)に設置したスライドガラス上に載置した。励起ビームを295、315、320、328、335nmに設定し、対応する発光スペクトルを360〜480nmで読み取った。他の読み取りを、350nmの励起および380〜480nmの発光、ならびに370nmの励起および400〜700nmの発光で行った。励起スリットは10nmであり、発光スリットは約10nmであった。
組織学
Bchl−S、Bchl−D、RF、またはRF−Dでの処理の48時間または1週間後、ウサギを安楽死させ、眼を直ちに摘出し、ダビッドソン固定液(処理後48時間)または4%のホルムアルデヒド(処理後1週間)中に固定した。6μmの切片を全眼または角膜のいずれかから調製し、ヘマトキシリン−エオシン(H&E)で染色した。角膜および網膜切片の病理を試験した。光学顕微鏡(E−800 Leica,Germany)上に載置したこれらの切片をデジタルビデオカメラ(Nikon DS−Ril,Japan)で写真撮影した。角膜実質細胞および内皮細胞の密度を、Image−Proソフトウェア(MediaCybernetics,MD,USA)を用いて、2個の組織学的切片中央の2つの領域において測定および計算した。
アポトーシスの染色。アポトーシス検出のために、Bchl−SまたはBchl−D処理の1日後にウサギを安楽死させた。それらの角膜を除去し、4%のホルムアルデヒド中に固定し、パラフィンに包理した。6μmの切片中央を角膜から調製し、顕微鏡スライド上に設置し、脱パラフィン化した。ペルオキシダーゼベースの末端デオキシリボヌクレオチジルトランスフェラーゼ媒介dUTP−ジゴキシゲニンニックおよび標識化(TUNEL)アッセイを、製造業者の指示に従って行った(Apop−Tagアッセイ、Chemicon,Merck Millipore,Darmstadt,Germany)。
内皮染色。ウサギの角膜内皮損傷の分析を、Spence and Peyman,1976に記載のアリザリンレッドSおよびトリパンブルー染色法を用いて処理の1日後に行った。この処理は、Bchl−SもしくはBchl−D溶液での20分間の前処理、その後、755nmでの30分間照射(2匹のウサギ)、または760nmでの30分間の照射のみ(2匹のウサギ)のいずれかを含んだ。未処理の対側眼を対照とした。
(b)強膜研究
強膜硬化のエクスビボ生体力学的研究のための試料調製
ウサギ眼を死後すぐに摘出し、生理食塩水中の2.5mg/mLの試験化合物(Bchl−S)を有するアイキャップを上強膜または下強膜に30分間適用し、その後、10mW/cmで30分間NIR照射することによって外的に処理した。対側強膜を対照とした。幅4mmの細長い強膜片を、処理した赤道領域および対側強膜で切削し、応力ひずみ測定を生体材料試験装置を用いて行った。
含浸測定
エクスビボでの含浸:
安楽死させたウサギの眼を摘出し、赤道上強膜(または赤道下強膜)を、試験化合物を充填した直径の10mmアイキャップを用いて、試験化合物(Bchl−S)溶液(2.5mg/mL)に10分間および30分間曝露した。赤道下強膜(または赤道下に含浸を適用した場合、赤道上強膜)を対照とした。
In situ含浸:
試験化合物溶液を、グライドの外側に沿って走る管によって接続されたMerocel(登録商標)スポンジを取り付けた湾曲したプラスチックまたは金属グライドを用いて、ウサギの上側頭部または下鼻(交互)四分円において適用した。グライドを、縁(図17A〜17Bを参照のこと)にある結膜孔を通して挿入した。グライドを強膜に取り付けた状態で設置した後、管をシリンジまたはポンプに接続し、試験化合物リザーバを含浸させた強膜に注入した。光増感剤の適用を10分間または30分間続けた。その後、Merocel(登録商標)を有するグライドを引き抜いた。
以下の技法を光増感剤のエクスビボまたはin−situ含浸後に行った。
処理した強膜領域および対照である対側強膜を直径8mmの円形皮膚トレフィンおよびハサミで切削し、直ちに凍結させた。20ミクロンの矢状薄片を強膜ボタンの中央領域で冷凍ミクロトームを用いて薄切した。蛍光顕微鏡(Olympus,Japan)を用いて、740nmの励起時に755nmの蛍光強度を記録した。
前区を通したインビボ照射
眼底コンタクトレンズ(Volk pan−fundoscopic)を有するダイオードレーザーを用いて、または光ファイバーを倒像検眼鏡に装着し、かつ網膜および色素上皮を介して強膜上に光を適用する+20ジオプターレンズを用いて、角膜および水晶体を通るNIR照射を行った。光の減衰のため、照射強度を適宜に調節した。
照射後、ウサギを安楽死させ、それらの眼を摘出し、処理した強膜領域および対照である対側強膜を、直径の8mm円形皮膚トレフィンおよびハサミで切削した。 強膜ボタンを直ちに凍結させた。50ミクロンの矢状薄片を強膜ボタンの中央領域で冷凍ミクロトームを用いて薄切した。蛍光顕微鏡(Olympus,Japan)を用いて蛍光分光を行い、740nmの励起時に755nmの蛍光強度を記録した。
(c)生体力学的試験
角膜および細長い強膜片を、200ニュートン力セルを有するマイクロコンピュータ制御の生体材料試験装置(Minimat,Germany)の顎部が6mm間隔になるように水平にクランプ固定した(図1)。トルクを9cN.mにプリセットした目盛り付きのスクリュードライバー(Torqueleader,England)を用いて、スクリュー制御締め付けを行った。歪みを1.0mm/分の速度で直線的に増加させ、組織が破裂するまで測定した。ヤング率を試験機で計算した。極限応力およびヤング率をメガパスカル(MPa)単位で表した。
(d)電子スピン共鳴(ESR)分光法
Xバンドマイクロ波ブリッジを有するMagnettech ESR Miniscope MS100分光計(Germany)を用いてすべてのESR測定を行った。ESR分光計は、9.3〜9.55GHz、20mWのマイクロ波電力で動作する。ESR測定を、ガラス毛管または扁平細胞において室温で行った。
デキストランを有しないバクテリオクロロフィル誘導体またはデキストランを有するバクテリオクロロフィル誘導体(それぞれ、Bchl−SおよびBchl−D)の水溶液の試料、およびデキストランを有しないリボフラビンまたはデキストランを有するリボフラビン(それぞれ、RFおよびRF−D)の溶液の水試料の試料を、Ashur et al,2009に記載されるように755nmで照射した。それぞれの溶液に、スピントラップα−(4−ピリジルN−オキシド)−N−tert−ブチルニトロン(4−POBN、65mM)およびエタノール(8%)を添加した。対照には、デキストランを有する/有しない照射された生理食塩水中の4−POBN、および4−POBNを有する/有しない照射されていないBchl−S、Bchl−D、RF、およびRF−D溶液を含有した。
ウサギ角膜のエクスビボESR測定。ウサギの死後、眼を摘出した。角膜を機械的に脱上皮化し、幅5mmの細長い角膜片を自己構成型二重刃カッターで切削した。これらの細長い角膜片を直ちに4−POBN(65mM)およびエタノール(8%)、ならびにBchl−SまたはRF−Dのいずれかを含有する溶液に30分間浸した。次に、これらの細長い角膜片を生理食塩水で洗浄し、NIR/UVA照射のために扁平細胞(0.5×5mm)に植え込み、その後、上述のMiniscopeでESR測定を行った。
実施例1.ウサギ角膜組織によるWST11取り込み
(i)ウサギ角膜によるWST11の全体的な蓄積
安楽死させた3匹のウサギの6個の眼を死後すぐに機械的に脱上皮化した。これらの眼のうちの5個を、アイキャップを用いて、生理食塩水中のWST11(WST11−S溶液)に10、20、および30分間曝露し、洗浄した角膜の755nmでの光吸収を物質および方法に記載されるように決定した。1個の眼を未処理の対照とした。
図3に示されるように、含浸させた角膜の光学密度は、WST11の生来のスペクトルを妨害することなく、時間とともに最大1.71OD単位まで増加した。
(ii)ウサギ角膜へのWST11の透過深度
局所適用時、いくつかのバクテリオクロロフィル誘導体の角膜組織への光化学的影響の透過および深度を決定した。WST11での測定の結果が本明細書に提供される。
光増感剤の透過深度は、光力学作用への角膜組織の曝露の程度を決定する。具体的には、透過が深いほど、内皮機能障害の可能性が高い。異なるインキュベーション時間後の試験化合物の透過深度を決定するために、切開した角膜ディスクのデジタル化蛍光を、物質および方法に記載の蛍光顕微鏡を用いて監視した。
様々なインキュベーション時間後の脱上皮化角膜へのWST11の透過深度を、安楽死させた20匹のウサギの眼において、WST11の生理食塩水またはデキストラン溶液(それぞれ、WST11−SまたはWST11−D溶液)を用いて、デキストランの存在下または不在下において暗所で行った。スライドガラス上に載置した矢状凍結切片を蛍光顕微鏡に供した。角膜全域のWST11の分布を蛍光顕微鏡(励起/発光740/760nm)写真で記録した。対照は、4個の未処理の眼およびデキストラン−T500のみで30分間処理した1個の眼であった。
WST11−S溶液に10分間曝露した後(2個の眼)、WST11は、間質の全外側半分を通ったことは明らかであった(図4A、4C)。さらなる曝露(30分間、5個の眼)は、デスメ膜に至るまで蛍光拡散をもたらした(図4B、4D)。この処理は、間質の厚さを360〜380μmから600〜730μmまで増加させた。対照的に、WST11−D溶液の適用は、それぞれ、図4E、4G、および図4F、4Hに示されるように、10分間の曝露時間および30分間の曝露時間の両方ともに(それぞれ、3個の眼および5個の眼を試験した)、透過深度を角膜間質の外側3分の1(520μm中200μm)に制限した。重要なことには、角膜におけるWST11−Dの蛍光は、間質の中央を突破しなかった薬物移行の比較的鋭い前面を示した。しかしながら、200μmの深度で、角膜の蛍光レベルは、WST11−Dに30分間曝露した後も依然として高く、より高い蓄積レベルを示唆する。
生理食塩水および化合物1〜7のデキストラン溶液でも同様の角膜含浸および透過深度の結果が得られた(データ示されず)。
実施例2.角膜におけるWST11の光化学
(i)エクスビボで処理した角膜におけるWST11の光退色
血清アルブミンの不在下でのWST11等のある特定のバクテリオクロロフィル誘導体の照射時の酸素ラジカルの生成が、クロロフィル様の分子の光化学生成のため、NIR遷移の退色および吸収増加(約645nm)を伴うことが本発明者によって以前に説明された(Ashur et al.2009)。したがって、そのような変化は、そのようなバクテリオクロロフィル誘導体のin situ光化学活性の重要な指標である。したがって、角膜照射中のいくつかのスルホン化バクテリオクロロフィル誘導体の光吸収の変化を脱上皮化したウサギ角膜で監視した。生理食塩水中のWST11で処理した安楽死させた5匹のウサギの10個の角膜から得られた結果が本明細書に示される。
8個の脱上皮化した眼をアイキャップを用いてWST11−Sで20分間再処理し、残りの2個の眼を対照とした。図5に示されるように、755nmでの角膜のWST11吸収は、それぞれ、10、30、および60分間のNIR照射後、30、50、および75%減少した(下向きの矢印)。同時に、吸収は645nmで増加し(上向き矢印)、WST11と分子酸素との光化学的相互作用による対応する塩素誘導体形成には典型的である(Ashur et al.,2009)。
(ii)電子スピン共鳴(ESR)分光法から推定される角膜における光励起されたWST11による酸素ラジカル形成
WST11/NIR(黒色)およびRF/UVA(薄青色)による活性酸素種(ROS)の光生成後の水溶液中のα−(4−ピリジルN−オキシド)−N−tert−ブチルニトロン(4−POBN)のESRスペクトルと4−POBNによるスピン捕捉との比較が図6に示される。観察された四重項は、RF/UVAスペクトルにのみ存在する一重項酸素捕捉によるものであるが、六重項は、WST11/NIRおよびRF/UVAの両方においてスーパーオキシドおよびヒドロキシルラジカル形成(星印)を表す。
WST11/NIRで処理したウサギ角膜に捕捉されたROSのESR測定結果が図7に示される。これらのシグナルは、わずかな一重項酸素も有しない水溶液において観察されたシグナルに類似している。RF/UVAによって生成されたシグナルは、ノイズレベルであった。
実施例3.WST11−S/NIR処理に応答した角膜硬化
エクスビボで処理した眼の応力歪み測定
物質および方法に記載の12匹のウサギを用いて応力歪み測定を行った。手短に、10匹のウサギ10個の眼をWST11/NIRで処理し、2匹のウサギの2個の眼をRF−D/UVAで処理した。対側眼を対照とした。
WST11−Sと30分間事前インキュベートし、その後、NIR照射した後の応力ひずみ測定結果は、未処理の対照眼と比較して、角膜硬度が約3倍増加した(10個の眼すべて)ことを示した(図8A〜8B)。極限応力(P0.0001未満)は、平均1.63メガパスカル(MPa)(処理前)から5.98MPa(処理後)まで最大267%増加し、ヤング率(P0.0001未満)は、平均3.76MPa(処理前)から17.65MPa(処理後)まで369%増加した。結果が表1に示される。
2つのRF−D/UVAで処理した角膜の平均極限応力は、1.44MPa(処理前)から6.46MPa(処理後)まで増加し、平均ヤング率は、3.28MPa(処理前)から20.72MPa(処理後)まで増加した。
したがって、WST11/NIR処理による硬化は、2つのRF−D/UVAで処理した角膜で観察された硬化に類似しているように見えた。
インビボで処理した眼の応力歪み測定
16匹の生きているウサギの角膜を、WST11−S(2.5mg/mL)で10分間(n=4)、20分間(n=6)、および30分間(n=6)前処理した。その後、NIR照射(755nm、10mW/cm)を30分間行った。眼を治癒させ、1ヶ月後、処理した角膜の極限応力を測定し(物質および方法に記載されるように)、未処理の眼と比較して、それぞれ、45、113、および126%増加したことが見出された。WST11−S/NIRで処理した角膜の平均ヤング率は、同一の処理時間で、10、79、および173%の増加を示した。結果が図9A〜9B、ならびに表1および2に示される。
WST11−S/NIRで処理した角膜は、処理後1週間浮腫を発現した。角膜上皮欠損は、10〜14日後に徐々に治癒した。上皮が治癒した後、角膜は、透明性を取り戻し、いくつかの角膜は、上皮のかすみを示した。
注目すべきことに、インビボ群のウサギは、処理時に12週齢であり、屠殺時に16週齢であったが、エクスビボ群のウサギを12週齢で屠殺した。加齢は、対照眼のヤング率値および極限応力値のベースラインを上昇させ(表1)、これは、恐らく2つの設定において得られたパラメータ間の差を説明する(Knox et al.,2010、Elsheikh et al.,2007)。
ウサギ角膜の応力歪み測定を上述のようにエクスビボおよびインビボの両方で実行したが、眼を化合物1〜3の生理食塩水溶液に指示された期間曝露し、その後、NIR照射した。これらの化合物で得られた極限応力値およびヤング率値は、WST11−Sで得られた極限応力値およびヤング率値と類似した(データ示されず)。
実施例4.WST11−D/NIRでのインビボ角膜処理
デキストランの役割を決定するために、20%のデキストランT−500を含有する2.5mg/mLのWST11の製剤(WST11−D)での光化学処理を試験した。6匹のウサギを試験した:3匹のウサギを20分間WST11−S溶液で前処理し、3匹のウサギをWST11−D溶液で前処理し、その後、30分間NIR照射した。さらなる4匹のウサギをRF(n=2)またはRF−D(n=2)で30分間処理し、その後、30分間UVA照射(370nm、3mW/cm)した。
図10A〜10Bに示されるように、WST11−SまたはWST11−Dの適用は、未処理の対側眼の角膜と比較して、平均極限応力およびヤング率の両方において約2倍の増加に影響を与えなかったように見えた。
しかしながら、RF−D/UVAでの処理と比較して、WST11での処理が、浮腫および上皮欠損の程度および期間を著しく減少させたことは、重要な所見である。角膜浮腫は5日後になくなり、上皮は、かすみを発現することなく、7〜9日間以内に治癒した。RFおよびRF−Dで処理した角膜において、上皮欠損は、4日後に治癒した。RF−D群において、浮腫は4日後になくなり、透明性を取り戻したが、RF群において、浮腫が6日間続き、その後、上皮中央のかすみが2日間続いた。
実施例5.WST11−S/NIRまたはWST11−D/NIR処理への内皮および角膜実質細胞の応答
WST11および化合物1〜7の生理食塩水またはデキストラン溶液とのインキュベーション、その後のNIR照射へのウサギ眼の内皮および角膜実質細胞の応答を試験した。これらの様々なバクテリオクロロフィル溶液の効果は、実質的に同一であった。WST11での測定における詳細な結果が、本明細書に提供される。
1匹のウサギは、生理食塩水中のWST11(WST11−S、20分間インキュベーション、755nmで30分間照射)での処理を受けた。6匹のウサギは、上述(インビボ研究の項)のように、WST11−D(n=4、20分間インキュベーション、755nmで30分間照射)、またはRF−D(n=2、30分間インキュベーション、370nmで30分間照射)での処理を受けた。対側眼を対照として用いた。
WST11−S/NIR処理の2日後の角膜の組織学的試験は、著しい浮腫(890μmまで膨張した角膜)、および間質にわたる角膜実質細胞数の減少を示し、前半分においてより顕著であった(図1Bを参照のこと)。角膜実質細胞または角膜実質細胞残屑を含有するハチの巣様のラクナ水和パターンが存在した。しかしながら、内皮細胞層は無傷であるように見え、対照との違いはなかった(図11A)。処理物と対照(P=0.47)との間の内皮数に統計的な差異はなかった。対照的に、WST11−Dで処理した角膜は、最小限の角膜浮腫、中央領域における上皮の不在、および間質の外側半分に制限された角膜実質細胞の数の統計的に著しい減少(対照において1060±210個の細胞/mmと比較して、処理した角膜において481±121個の細胞/mm、P0.0001未満)を示した(図11C)。対照と比較して、内皮細胞への損傷の証拠は、生体染色後(データ示されず)およびH&E染色後(図11A)の両方ともに見られなかった。処理の1週間後、組織学的切片は、前間質の250μmまでの収縮(対照試料のホルムアルデヒド固定後に生じた間質の340μmまでの圧縮に加えて)、上皮が治癒したが、内皮に損傷がなかった間質の前方3分の1(80μm)における角膜実質細胞の喪失を示した(図11D)。WST11−D/NIR処理の2日後の網膜のH&E染色は、対照と比較して、いかなる形態学的変化も示さなかった(データ示されず)。
ペルオキシダーゼベースの末端デオキシリボヌクレオチジルトランスフェラーゼ媒介dUTP−ジゴキシゲニンニックおよび標識化(TUNEL)アッセイを用いて、アポトーシスを試験した。手術の1日後に、図12Bに示されるように、TUNEL陽性の角膜実質細胞が、処理した角膜の前間質の外側半分において検出された。TUNELの染色は後間質では観察されず、内皮細胞がなく、間質中央に浮腫があり、対照角膜でも同様であった(図12A)。
実施例6.ウサギ角膜の蛍光分光
8匹のウサギの眼を死後摘出し、角膜内皮細胞を脱上皮化した。3個の眼をSWT11−S溶液に浸し、3個の眼をSWT11−D溶液に30分間浸し、その後、NIR照射した。2個の眼をRF−D溶液で30分間処理し、その後、UVA照射した。対側眼を対照とした。角膜の切片の蛍光を、物質および方法に記載されるように測定した。
RF−D/UVAで処理した角膜の320nmでの励起は、405nmで明確な発光シグナルを生成し、これは、恐らく、架橋の既知の特徴であるジチロシンの蛍光(Kato et al.,1994)に相当した。そのような発光は、図13に示されるように、WST11−S/NIRおよびWST11−D/NIRで処理した角膜および対照においては存在しなかった。任意の他の波長での励起は、角膜発光特性にいかなる著しい変化ももたらさなかった。
実施例7.局所適用したWST11−Dの体内吸収のパラジウムに基づく測定
6匹のウサギを物質および方法に記載されるように麻酔した。脱上皮化後、それぞれのウサギの1個の角膜を、アイキャップを用いて、2.5mg/mLのWST11−D(n=3)および10mg/mLのWST11−D(n=3)で20分間処理した。血液試料(約0.5mL)を、適用前(0時点)、ならびに適用開始後10、20、40、および60分時点で耳静脈から採取し、予め秤量した1.5mLのポリエチレン試験管に設置し、秤量し、凍結乾燥させた。乾燥試料を硝酸で消化し、Pd濃度を、以前に説明されたように(Mazor et al,2005)、1組のPd基準(High−purity Standards,USA)を用いて、誘導結合プラズマ質量分析(ICP−MS)によって決定した。
WST11−Dの局所適用中および局所適用後にウサギから採取された血液試料のICP−MS測定は、すべての測定時点で処理した動物の血中への薬物の不透過の証拠として、いかなる著しいレベルのPd+2も検出することができなかった。
実施例8.角膜表面のサーモグラフィック分析
3匹のウサギをWST11−Dで20分間処理し、その後、30分間NIR照射(755nm、10mW/cm)した。角膜表面の温度測定を、WST11−D/NIR処理中に、0.05℃の熱分解能、±1℃の温度精度、および120μmの空間分解能を有するIRサーモカメラ(Thermal imager InfRec R300、NEC Avio Infrared Technologies Co.,Ltd.,Tokyo,Japan)を用いて行った。画像を、照射前、照射中7分間毎、および照射終了時に(最後数秒)記録した。選択したサーモグラフィック画像をInfReC Analyzer NS9500 Lite(NEC Avio Infrared Technologies Co.,Ltd.,Tokyo,Japan)で処理した。
T=32℃(角膜中央)からT=37.5℃(輪部周囲)までの一定した温度勾配を、処理前、処理中、および処理後に測定した。1℃未満の偏差が全手順を通して観察された(データ示されず)。
実施例9.ウサギ角膜へのWST11の経上皮送達
薬物に対する角膜の透過性は、局所適用される眼科製剤の有効性を決定する主要因子であるため、臨床的に重要である。本発明の眼科製剤の経上皮透過を研究するために、NaClを含有する塩化ベンザルコニウム溶液を含む既知の経上皮透過性を高める賦形剤の存在下でSWT11の送達を評価した。
2匹のウサギを麻酔し、以下のように処理した。
それぞれのウサギの一方の眼において、上皮を除去し、角膜中央領域を、アイキャップを用いて、0.9%の塩化ナトリウム中のWST11の溶液2.5mg/mL(pH7.3)と20分間インキュベートした。対側眼において、上皮を無傷のまま残し、角膜中央領域を、アイキャップを用いて、0.02%の塩化ベンザルコニウムを含有する0.44%の塩化ナトリウム中のWST11の溶液2.5mg/mL(pH7.3)と20分間インキュベートし、その後、上皮を除去した。
光増感剤とのインキュベーション後、動物を安楽死させ、直径8mmの角膜ディスク中央を除去し、光増感剤の全体的な蓄積を、物質および方法に記載されるように、吸収スペクトルの記録および755nmでのOD測定によって推定した。
脱上皮化した角膜におけるWST11の蓄積の結果、光学密度(OD)は、第1のウサギにおいて約0.86、第2のウサギにおいて約0.75になった。経上皮角膜蓄積の結果、ODは、第1のウサギにおいて約0.12(脱上皮化した角膜に蓄積したWST11の約14%である)、第2のウサギにおいて約0.16(脱上皮化した角膜に蓄積した光増感剤の約21%のである)になった。
したがって、上で適用された条件下で、経上皮角膜インキュベーションによって送達される光増感剤の量は、脱上皮化した角膜に蓄積した量の約6分の1であり得る。
実施例10.65%のショ糖水溶液中のWST11の角膜における透過深度
65%のショ糖水溶液は、20%のデキストランT−500と同様の粘度(約175cP)を有する。65%のショ糖を含む製剤中の局所適用した光増感剤の透過深度をウサギ角膜において試験した。本明細書に記載される結果は、65%のショ糖溶液中のWST11を対象に得られた。
2匹のウサギを麻酔し、それらの角膜を脱上皮化、それぞれのウサギの一方の眼を、アイキャップを用いて、65%のショ糖水溶液中のWST11の溶液2.5mg/mL(pH7.3)で10分間処理し、対側眼を同様に30分間処理した。その後、これらの動物を安楽死させ、直径8mmの角膜ディスクの中央を除去し、低温凍結させ、物質および方法に記載されるように矢状薄片に切削した。
これら両方の動物において、10分間のインキュベーション後、光増感剤は、間質の外側約3分の1まで透過し、30分間のインキュベーション後、間質の外側約半分まで透過した(データ示されず)。したがって、65%のショ糖溶液は、光増感剤の角膜への透過を制限するために、デキストランと同程度に効果的に適用され得る。
実施例11.ウサギ強膜へのWST11の透過深度
ウサギ強膜へのWST11の透過深度を、物質および方法に記載の蛍光顕微鏡を用いて評価した。図14に示される結果は、アイキャップを用いてエクスビボで適用され、かつ強膜組織に透過するMerocel(登録商標)スポンジを用いてin−situで適用されたWST11を示す。
実施例12.WST11−Sでエクスビボ処理し、かつ外部NIR照射したウサギ強膜の生体力学的試験
摘出したウサギ眼の強膜の応力歪み試験を、物質および方法に記載されるようにWST11(2.5mg/mL)で処理した後に行った。光増感剤の含浸後、強膜を、図17Aに示されるように、湾曲したプラスチックまたは金属グライドに沿って走る平らな光ファイバーを用いて、処理した領域に直接レーザービームを適用して照射した(外部照射)。細長い強膜片を切削し、試験した。
測定結果は、処理した強膜の硬度の著しい増加を示した。対照強膜の平均最大応力は、2.77±0.99MPaであった。WST11/NIRで処理した強膜の平均最大応力は、7.6±0.99MPa(174%の増加)であった。対照強膜の平均ヤング率は、15.2±7.5MPaであった。WST11/NIRで処理した強膜の平均ヤング率は、45.6±3.9MPa(200%の増加)であった。結果が図15A〜15Bに示される。
実施例13.WST11−Sでエクスビボ処理し、かつ眼球前区にわたってNIR照射したウサギ強膜の生体力学的試験
本発明者は、組織が755〜820nmの照射に対して極めて透過性であるため、図18A〜18Cに示される3鏡眼底レンズ装置を用いるか、または図17Bに記載の装置を用いて倒像検眼鏡を通して角膜を照射するかのいずれかによって、角膜および眼球前区を通るNIR照射によって十分な照射を後部強膜に送ることが可能であるはずであると仮定した。
3匹のウサギの6個の眼を摘出した。赤道までの眼球後部領域を、アイキャップを用いて、生理食塩水中のWST11の溶液2.5mg/mL(pH7.3)と20分間インキュベートし、その後、ダイオードレーザー(755nm、0.5W)および3鏡眼底レンズ(図18A〜18C)を用いて前角膜を通るNIR照射によって30分間照射した。細長い強膜片を、物質および方法に記載されるように切削し、試験した。
測定結果は、処理した強膜の硬度の増加を示した。対照強膜の平均最大応力は、4.65±1.15MPaであった。WST11/NIRで処理した角膜の平均最大応力は、6.59±1.32MPa(42%の増加)であった。対照強膜の平均ヤング率は、25.25±5.30MPaであった。WST11/NIRで処理した強膜の平均ヤング率は、38.83±6.89MPa(54%の増加)であった。結果が図16A〜16Bに示される。
実施例14.前区を通る照射でのインビボ強膜硬化
網膜および眼窩毒性を避けながらインビボでの強膜硬化を、以下のように達成する。
強膜への光増感剤(Bchl誘導体)の含浸を、眼球鞘下グライドを4つの四分円の輪部結膜の孔を通して挿入することによって行う。グライドの遠位内側10mmは多孔性であり、試験化合物のリザーバを含有する。このリザーバは、グライドの外側に沿って走る管によって接続される。グライドを強膜に取り付けた状態で設置した後、管をシリンジまたはポンプに接続し、試験化合物リザーバを注入して強膜に含浸させる。増感剤の濃度および曝露時間を、上の実施例11に記載されるように凍結した組織学的強膜切片の蛍光分光を用いて摘出されたウサギ眼のエクスビボ測定を介して先験的に最適化する。必要に応じて、デキストランまたはショ糖溶液を用いて透過深度を最適化する。
網膜の安全性は、横断する光エネルギーに依存する。WST11での血管標的PDT前臨床および第2相臨床試験において、本発明者は、50〜70J(600mW/cmで82〜120秒)での網膜の照射が安全であると証明されたことを示している。したがって、処理エネルギーを、網膜の最低罹患率が予想される5〜12Jの範囲(10〜20mW/cmで20〜10分間)に設定する。
最適化パラメータを用いて、Bchl−SまたはBchl−Dを上述のように適用し、その後、20〜250mWの範囲の最適化レーザー出力で755nmの正面照射を適用して、眼後区で先験的な最適化光強度を与える。Goldmann3鏡眼底レンズを通るHe−Ne照準光を有するNIRレーザー、またはHe−Ne照準光を有する倒像検眼鏡に取り付けられたNIRレーザーを用いて照射を行う。処理の1ヶ月後、ウサギを安楽死させ、眼を摘出する。未処理の対側眼の一致した強膜と比較して、処理した眼の上および下強膜から摘出した細長い強膜片の歪み応力測定によって、処理が成功したかを評価する。
実施例15.前区を通る照射でのインビボ強膜硬化
網膜および眼窩毒性を避けながらインビボでの強膜硬化を実施例14に記載されるように達成するが、多孔性グライドを用いて光増感剤を送達する代わりに、輪部結膜の孔を通して挿入されたグライドに取り付けられたMerocel(登録商標)スポンジを介して光増感剤を強膜に送達する。
実施例16.前区を通る照射でのインビボ強膜硬化
インビボでの強膜硬化を実施例14に記載されるように達成するが、(図17B)に図解されるように輪部結膜の孔を通して光ファイバーに接続されるグライドの挿入によって照射を外的に適用する。このグライドを、強膜に向かって指向される光を散光するように設計し、これは、その眼窩側面において遮光性である。照射グライドをNIRレーザーまたはLED源に接続して、NIR光を送達する。含浸グライドおよび照射グライドの両方をミリメートル定規で印をつけて、挿入深度を検証する。照射グライドの位置を、眼底検査または眼底造影検査によって光送達中に監視することができる。
インビボ強膜硬化に用いられる代替のグライドは、薬物送達および照射送達の両方を対象に複合型ユニットとして設計されたグライドである。

参考文献

Claims (12)

  1. 膜菲薄化または強膜脆弱化の光線力学的治療(PDT)のための薬学的組成物の製造における、式IIのバクテリオクロロフィル化合物またはその薬学的に許容される塩の使用:
    (式中、Mは、2H、Mg、Pd、またはZnであり、
    は、−O 10 、または−NH−(CH −SO 10 であり、
    R’ は、メトキシであり、
    3位のR は、−C(=O)−CH であり、8位のR は、−CH CH であり、
    R’は、メチルであり、
    は、−NH−(CH −SO 10 であり、
    10 は、H またはK 、Na 、Li 、およびNH からなる群から選択される一価カチオンであり、
    mは、1であり、nは、1〜10の整数であり、
    7位〜8位の点線が存在しない)。
  2. 前記式IIのバクテリオクロロフィル化合物は、
    式中、Mは、2HまたはPdであり、
    nは2または3であり、
    は、−NH−(CH −SO 10 または−NH−(CH −SO 10 であり、
    10 は、H またはK である、請求項1に記載の使用。
  3. 前記式IIのバクテリオクロロフィルが、以下の化合物
    ラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン13−(2−スルホエチル)アミド、
    パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン13−(−スルホプロピル)アミド、
    パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン13,17−ジ−(2−スルホエチル)アミド、
    パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン13,17−ジ−(3−スルホプロピル)アミド、
    −オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン13−(2−スルホエチル)アミド、
    −オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン13−(−スルホプロピル)アミド、
    −オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン13,17−ジ−(2−スルホエチル)アミド、および
    −オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン13,17−ジ−(3−スルホプロピル)アミド
    の、薬学的に許容されるK 、Na 、Li またはNH から選択される、請求項1または2に記載の使用。
  4. 前記式IIのバクテリオクロロフィル化合物の塩
    パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン13−(2−スルホエチル)アミドジカリウム塩(WST11)、
    パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン13−(−スルホプロピル)アミドジカリウム塩(化合物1)、
    パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン13,17−ジ−(2−スルホエチル)アミドジカリウム塩(化合物2)、
    パラジウム3−オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン13,17−ジ−(3−スルホプロピル)アミドジカリウム塩(化合物3)、
    −オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン13−(2−スルホエチル)アミドジカリウム塩、
    −オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン13−(−スルホプロピル)アミドジカリウム塩、
    −オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン13,17−ジ−(2−スルホエチル)アミドジカリウム塩、および
    −オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン13,17−ジ−(3−スルホプロピル)アミドジカリウム塩から選択される、請求項に記載の使用。
  5. 前記薬学的組成物が、製剤の粘度を高め、かつ前記クロロフィル化合物またはバクテリオクロロフィル化合物の角膜への透過を制限するための粘性剤をさらに含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の使用。
  6. 前記粘性剤が、バイオポリマーであ
    前記バイオポリマー、デキストラン、スクレログルカンおよびその誘導体、ジェランガム、グアーガム、またはメチルセルロースから選択される多糖類である、請求項に記載の使用。
  7. 前記薬学的組成物が、前記クロロフィル化合物またはバクテリオクロロフィル化合物の上皮透過を高めるための経上皮透過促進剤をさらに含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の使用。
  8. 局所適用のための請求項1〜7のいずれか1項に記載の使用。
  9. 前記角膜菲薄化および強膜脆弱化、円錐角膜、レーザー角膜切削形成術(LASIK)後拡張、レーザー屈折矯正角膜切除術(PRK)後拡張、感染後拡張、周辺拡張、角膜のリウマチ状態、変性近視、正乱視、強膜ぶどう腫、高眼圧緑内障、低眼圧緑内障、およびこれらの組み合わせから選択される疾患、障害、または状態に関連する、請求項1〜のいずれか1項に記載の使用。
  10. 前記角膜菲薄化が円錐角膜に関連する、請求項9に記載の使用。
  11. 前記強膜脆弱化が変性近視に関連する、請求項9に記載の使用。
  12. 前記式IIのバクテリオクロロフィル化合物がパラジウム3 −オキソ−15−メトキシカルボニルメチル−ロドバクテリオクロリン13 −(2−スルホエチル)アミドジカリウム塩(WST11)である、請求項1〜11のいずれか1項に記載の使用。
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