JP6302091B2 - デンドリマー組成物および眼の疾患の処置におけるその使用 - Google Patents

デンドリマー組成物および眼の疾患の処置におけるその使用 Download PDF

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Description

関連出願への参照
本出願は、本明細書で十分に示されているように、すべての目的のために参照によって本明細書に組み込まれる、2014年4月30日に出願された米国仮特許出願第61/986,495号の利益を主張する。
ミクログリアは、脳および網膜の常在性マクロファージである。これらは、細胞が死ぬ糖尿病および網膜変性などの疾患において活性化され、ミクログリアは、細胞デブリを貪食するようになる。網膜ミクログリアの活性化は、緑内障、加齢黄斑変性(AMD)、糖尿病性網膜症および静脈分枝閉塞症を含む眼の炎症性疾患において生じるのと同様、虚血/再灌流傷害(I/R)のマウスモデルにおいて生じる。I/Rモデルにおける高い眼内圧またはBVOにおける血栓による網膜血管閉塞は、眼内の血流の減少を引き起こし、網膜虚血を生じる。これは、ミクログリアのさらなる活性化を開始させるニューロンの死を引き起こす。
滲出型(ウェット型)AMDは、網膜色素上皮または神経感覚層の漿液性または出血性の分離を特徴とする。患者は、流体貯留、出血および/または脂質滲出として症状発現する脈絡膜血管新生(CNV)を発生させ得る。
より早期段階の糖尿病性網膜症(DR)は、小血管瘤(毛細血管壁からの嚢状の膨出(out−pouching))、網膜内出血および綿花状白斑(神経線維層梗塞)を含む網膜血管異常を特徴とする。疾患が進行するにつれて、網膜血管の漸進的閉鎖は、網膜虚血を生じ、静脈異常(ビーズ形成(beading)、ループ)、網膜内微小血管異常、ならびに増加する網膜出血および滲出を含む徴候を生じる。非増殖性糖尿病性網膜症は、上記病変の存在および程度に従って、軽度、中程度、重症および非常に重症と段階分けされる。
より進行した段階のDRには、乳頭(乳頭の血管新生、NVD)または網膜中の他の場所(他所の血管新生、NVE)のいずれかから広がる、網膜虚血によって誘導される新たな血管の形成が関与する。硝子体中に伸びる新たな血管は、硝子体出血、および付随する収縮性線維組織と関連する牽引性網膜剥離を引き起こし得る(新たな図1)。
デンドリマーは、それらの多数の官能基に起因して薬物および小分子治療を細胞内領域へ送達する潜在力を有する、一群のナノ構造化ポリマーである。Kannanらは、ウサギモデル脳性麻痺(CP)を処置することにおける、デンドリマーベースの治療の治療的有用性を示している。このウサギモデルは、CPの間に成体脳において見られる神経炎症を再現する。
今日まで、DRに対して長期的に利益になると決定的に実証された唯一の処置は、限局性レーザー凝固である。
AMDを有する患者のための標準的な処置は、眼中への抗VEGFの硝子体内注射であり、抗VEGF治療が糖尿病性黄斑浮腫(DME)において有用であり得ることを示した研究が存在している。しかし、虚血性網膜症またはAMDに対して利用可能な全身処置は現時点では存在しないので、全身送達は、現行の処置を超える多くの利点を有する。これらの利点には、ミクログリア中での保持に起因する低頻度の注射、および現行の抗VEGF治療における、または腐食性もしくは非腐食性徐放性デバイスからの薬物または薬物放出インプラントの頻繁な眼内注射を回避する、全身送達する能力が含まれる。
現在、AMDまたはDRに対する標的化治療は存在しない。活性化されたミクログリア/マクロファージを全身投与から標的化することは、薬物の効力を増加させ得、副作用を低減させ得る。
一実施形態によれば、本発明者らは、虚血性網膜における網膜中の活性化されたミクログリアを標的化する、全身送達されたデンドリマーの能力を調査した。ミクログリア活性化は、虚血/再灌流傷害によって誘導した。正常網膜と虚血性網膜との間のデンドリマーの示差的取込みを比較した。
本発明者らは、驚くべきことに、PAMAMデンドリマーが、網膜神経炎症における1つの重要な細胞型、活性化されたミクログリア/マクロファージ(mi/ma)を標的化できることを見出した。デンドリマーが静脈内送達されても硝子体内送達されても、活性化されたミクログリア/マクロファージ(mi/ma)による保持が生じた。さらに、ミクログリアおよび網膜色素上皮細胞は、デンドリマーを保持したが、眼および他の臓器中の他の細胞型は、デンドリマーを取り込まなかった。デンドリマーは、長期間、この研究において評価した最も長い時点である21日間にわたって、mi/ma中に残存した。
この実施形態に従って、本発明者らはまた、デンドリマーを、網膜血管新生(RNV)および脈絡膜血管新生(CNV)が網膜下脂質注射によって誘導された動物中に全身(静脈内)投与した。正常な網膜および脈絡膜と脂質注射した網膜および脈絡膜との間での、デンドリマーの示差的取込みを比較した。
本発明者らは、全身投与されたデンドリマーが、RNVのエリア中の活性化されたミクログリア/マクロファージ中に、およびCNVのエリア中のマクロファージ中に選択的に局在したが、片割れの未傷害の眼中には存在しなかったことを見出した。
一実施形態によれば、本発明は、眼における炎症性疾患および/または血管形成疾患を抑制または阻害するのに有効な量で、デンドリマーナノ粒子を含む組成物を被験体に全身投与するステップを含む、被験体の眼における炎症性疾患および/または血管形成疾患を処置するための方法を提供し、このデンドリマーナノ粒子は、少なくとも1つの生物学的に活性な薬剤に共有結合した、ポリ(アミドアミン)(PAMAM)のヒドロキシル終端したデンドリマーを含む。
本発明は、活性な生物学的薬剤を保有するデンドリマーの全身投与による、網膜および脈絡膜の血管新生を処置するための方法を提供する。
別の実施形態によれば、本発明は、眼における炎症性疾患および/または血管形成疾患を抑制または阻害するのに有効な量で、デンドリマーナノ粒子を含む組成物を被験体に周期的に静脈内投与するステップを含む、被験体の眼における炎症性疾患および/または血管形成疾患を処置するための方法を提供し、このデンドリマーナノ粒子は、生物学的に活性な薬剤に共有結合した、ポリ(アミドアミン)(PAMAM)のヒドロキシル終端したデンドリマーを含む。
本発明の実施形態において、例えば以下の項目が提供される。
(項目1)
デンドリマーナノ粒子を含む組成物であって、前記デンドリマーナノ粒子は、眼における炎症性疾患を抑制または阻害するのに有効な量の同じまたは異なり得る少なくとも1種または複数の生物学的に活性な薬剤に共有結合した、大部分がヒドロキシル終端したポリ(アミドアミン)(PAMAM)デンドリマーを含む、組成物。
(項目2)
前記少なくとも1種または複数の生物学的に活性な薬剤が、酵素、受容体アンタゴニストまたはアゴニスト、ホルモン、増殖因子、抗体、オリゴヌクレオチド、siRNA、マイクロRNA、ビタミンA、ビタミンC、ビタミンE、ベータ−カロテン、検出可能な部分および小分子からなる群より選択される、項目1に記載の組成物。
(項目3)
前記小分子が、抗炎症剤、例えば、トリアムシノロンアセトニド(TA)、メチルプレドニゾン、デキサメタゾンを含むステロイド、COX−2阻害剤を含む非ステロイド性抗炎症剤、コルチコステロイド抗炎症剤、金化合物抗炎症剤、免疫抑制性抗炎症剤、サリチレート抗炎症剤、例えば、N−アセチルシステイン(NAC)、TA、ミノサイクリン、アフリベルセプト、およびラパマイシン、ならびにラニビズマブ、ベバシズマブを含む抗VEGF剤からなる群より選択される、項目2に記載の組成物。
(項目4)
前記眼の炎症性疾患が、加齢黄斑変性(AMD)、網膜色素変性、視神経炎、感染症、ぶどう膜炎、サルコイド、鎌状赤血球症、網膜剥離、側頭動脈炎、網膜虚血、動脈硬化性網膜症、高血圧性網膜症、網膜動脈遮断、網膜静脈遮断、低血圧、糖尿病性網膜症、黄斑浮腫および脈絡膜血管新生からなる群より選択される、項目1に記載の組成物。
(項目5)
前記デンドリマーナノ粒子が、リポソーム、マイクロカプセル、ナノ粒子およびナノカプセルのうち1種または複数を含む製剤中に含まれる、項目1に記載の組成物。
(項目6)
前記PAMAMデンドリマーが、G3、G4、G5、G6、G7、GB、G9またはG10 PAMAMデンドリマーである、項目1に記載の組成物。
(項目7)
被験体の眼における炎症性疾患を抑制または阻害するのに有効な量で、前記被験体に全身投与するステップを含む、前記被験体の眼における炎症性疾患および/または血管形成疾患を処置するための、項目1から6のいずれかに記載の組成物の使用。
(項目8)
前記眼の炎症性疾患が、加齢黄斑変性(AMD)、網膜色素変性、視神経炎、感染症、ぶどう膜炎、サルコイド、鎌状赤血球症、網膜剥離、側頭動脈炎、網膜虚血、動脈硬化性網膜症、高血圧性網膜症、網膜動脈遮断、網膜静脈遮断、低血圧、糖尿病性網膜症、黄斑浮腫および脈絡膜血管新生からなる群より選択される、項目7に記載の使用。
(項目9)
前記組成物が、1日1回、1週間に1回、2週間に1回、1カ月に1回および2カ月に1回からなる群より選択される時間周期で前記被験体に投与される、項目8に記載の使用。
(項目10)
項目1から6のいずれかに記載の組成物が、少なくとも1種または複数のさらなる生物学的に活性な薬剤と併せて投与される、項目7に記載の使用。
(項目11)
前記少なくとも1種または複数のさらなる生物学的に活性な薬剤が、酵素、受容体アンタゴニストまたはアゴニスト、ホルモン、増殖因子、抗体、オリゴヌクレオチド、siRNA、マイクロRNA、ビタミンA、ビタミンC、ビタミンE、ベータ−カロテン、検出可能な部分および小分子からなる群より選択される、項目10に記載の使用。
(項目12)
前記小分子が、抗炎症剤、例えば、メチルプレドニゾン、デキサメタゾンを含むステロイド、COX−2阻害剤を含む非ステロイド性抗炎症剤、コルチコステロイド抗炎症剤、金化合物抗炎症剤、免疫抑制性抗炎症剤、サリチレート抗炎症剤、例えば、NAC、TA、ミノサイクリン、アフリベルセプト、およびラパマイシン、ならびにラニビズマブ、ベバシズマブを含む抗VEGF剤からなる群より選択される、項目11に記載の使用。
(項目13)
前記抗体が、ダクリズマブ、バシリキシマブ、ラニビズマブおよびペガプタニブナトリウムからなる群より選択される、項目11に記載の使用。
図1は、AMDの病因、およびN−アセチル−システイン(NAC)が、どのようにして複数の経路を減弱できるマルチモーダル薬物であるかを示す模式図である。
図2A〜2Lは、硝子体内注射の24時間後の対照非I/R眼由来の切片を示す図である。2A〜D:D−Cy5の注射の24時間後、網膜中に保持されたデンドリマーは存在しない。2E〜H:遊離Cy5は、網膜内層(inner retina)の至る所に、および内網状層(IPL)中に存在した。矢頭は、内境界膜(ILM)を示す。2I〜L:PBSの注射は、Cy5波長における蛍光を生じなかった。[DAPI核マーカー(青色)。デンドリマー−Cy5およびCy5(赤色)。Iba−1ミクログリア細胞マーカー(緑色)。バー=40μm]。
図3A〜3Lは、硝子体内注射の24時間後の虚血/再灌流眼由来の切片を示す図である。3A〜D。デンドリマー−Cy5(赤色)は、Iba−1+ミクログリア/マクロファージ(矢印)中に存在する。アスタリスク付きの矢印は、挿入図中に示されるデンドリマーを有する網膜Iba1+細胞を示す。3E〜H。より高い拡大率の、Iba−1+ミクログリアにおけるD−Cy5(赤色)。アスタリスク付きの矢印は、挿入図中に示されるデンドリマーを有する網膜下Iba1+細胞を示す。3I〜L。Cy5または遊離色素は、網膜内層の至る所にあり、Iba−1+ミクログリア(矢頭)とは関連しない。[DAPI(青色)、Iba−1(緑色)、D−Cy5およびCy5(赤色);NFL=神経線維層、INL=内顆粒層、ONL=外顆粒層;3A〜Dおよび3I〜L バー=40μm、3E〜H バー=20μm]。
図4A〜4Lは、硝子体内注射の72時間後を示す図である。4A〜D。D−Cy5は、I/R眼においてミクログリア(矢印)およびRPE細胞(左側、線状の蛍光)中になおも存在する。アスタリスク付きの矢印は、挿入図中に示されるデンドリマーを有する網膜内層中のIba1+細胞を示す。4E〜H。より高い拡大率の、ミクログリア/マクロファージ(矢印)におけるD−Cy5。アスタリスク付きの矢印は、挿入図中に示されるデンドリマーを有する網膜下Iba1+細胞を示す。4I〜L。D−Cy5は、非I/R対照眼中には存在しなかった。[DAPI(青色)、D−Cy5(赤色)、NFL=神経線維層、INL=内顆粒層、ONL=外顆粒層;4A〜Dおよび3I〜L バー=40μm、4E〜H バー=20μm]。
図5A〜5Lは、硝子体内注射の21日後を示す図である。5A〜D。D−Cy5は、I/R眼においてIba−1+細胞中に残存する(矢印)。一部は網膜下マクロファージのようである(左矢印)。アスタリスク付きの矢印は、挿入図中に示されるデンドリマーを有する網膜下Iba1+細胞を示す。5E〜H。より高い拡大率での、I/R後のD−Cy5注射した眼の網膜。アスタリスク付きの矢印は、挿入図中に示されるデンドリマーを有する網膜内層中のIba1+細胞を示す。5I〜L、D−Cy5波長の蛍光は、PBSを受けている非I/R眼には存在しない(蛍光対照)。[DAPI(青色)、D−Cy5およびCy5(赤色)、Iba−1(緑色);5A〜Dおよび5I〜L バー=40μm、5E〜H バー=20μm]。
図6A〜6Pは、静脈内注射の24時間後のI/R眼由来の網膜の切片を示す図である。6A〜H。D−Cy5は、網膜中の標識された細胞中のIba−1(緑色)と共局在し、RPE細胞中にも存在するようである(左下)。アスタリスク付きの矢印は、挿入図中に示されるデンドリマーを有する網膜下Iba1+細胞を示す。6E〜H。より高い拡大率の、6A〜Dと同じエリア。5I〜L。遊離Cy5色素は、24時間後に脈絡膜中になおも存在する。6M〜P。PBSを静脈内で受けている眼には、Cy5波長における蛍光は存在しない。[DAPI(青色)、D−Cy5およびCy5(赤色)、Iba−1(緑色);6A〜Dおよび6I〜L バー=40μm、6E〜H バー=20μm]。
図7A〜7Lは、静脈内D−Cy5投与の72時間後の網膜の切片を示す図である。7A〜D。I/R網膜中には多くのIba−1+細胞が存在し、この視野中のいくつかは、共局在したD−Cy5を有する。7E〜H。共局在(黄色)は、より高い拡大率で示される。7I〜L、非I/R対照眼中には、D−Cy5を有する細胞は存在しない。[DAPI(青色)。D−Cy5およびCy5(赤色)。Iba−1(緑色);7A〜Dおよび7I〜L バー=40μm、7E〜H バー=20μm]。
図8A〜8Lは、D−Cy5注射の21日後の網膜および脈絡膜の切片を示す図である。8A〜D。I/R網膜は、Iba−1+細胞と共局在したCy−5をなおも有する(矢印)。8E〜H。分枝型Iba−1+細胞中の、より高い拡大率で示された、Iba−1とのD−Cy5の共局在。8I〜L。非I/R対照眼へのD−Cy5投与。8A〜Hの矢印は、D−Cy5(赤色)およびIba−1標識された細胞(緑色)の共局在を示す。[DAPI(青色)、D−Cy5およびCy5(赤色);8A〜Dおよび8I〜L バー=40μm、8E〜H バー=15μm]。
図9A〜9Dは、網膜中のIba−1+細胞の定量化を示す図である。Imarisソフトウェアを、鋸状縁から鋸状縁までの網膜の切片中のIba−1細胞を計数するように訓練した。9A。I/R網膜では、Iba−1細胞の数における有意な増加が存在した(p<0.01)。9B。このソフトウェアを、この3−D表面体積中にIba−1標識のみ(黄色矢印)またはIba−1およびD−Cy5(白色矢印)の両方を有した、突起ではなく細胞の細胞体のみを選択するように訓練した。ミクログリア/マクロファージ(緑色)の総数およびD−Cy5を有するものが、I/R眼への硝子体内(9C)および静脈内(9D)投与後の3つ全ての時点で示される。これらの値は、網膜中の細胞がD−Cy5を有さなかった非I/R網膜中よりも、有意に大きい。
図10A〜10Cは、組織からのD−Cy5の抽出後の、蛍光分光法による後眼杯(posterior eye cup)におけるD−Cy5レベルの定量化を示す図である。10A)20μgのD−Cy5の単回硝子体内注射の際のデンドリマーレベルは、非I/R眼とI/R眼との間で有意差を示す。10B)600μgの単回静脈内注射の際のD−Cy5レベル;10C)硝子体内経路および静脈内(30×高い用量)経路の両方におけるI/R眼におけるデンドリマーレベルの比較は、比較可能である(n=8、スチューデントt検定)。定量化のために、後眼杯を、ホモジナイズし凍結乾燥させ、デンドリマーを、小体積のメタノール中に抽出した。蛍光を、以前に確立されたプロトコールを、適切なD−Cy5較正および対照と共に使用して測定した。D−Cy5は、健康な眼では検出限界近傍(NDL)であった(3日および21日)(は、I/Rを非I/Rと比較したときの、p<0.01を示す)。
図11は、D−TAコンジュゲートおよびCy5−D−TAコンジュゲートの合成を示す図である。
図12A〜12C(新)は、12A)D−TAコンジュゲートおよび12B)Cy5−D−TAコンジュゲートの純度を示すクロマトグラムを示す図である。12C)は、コンジュゲートのサイズ、ゼータ電位および分子量を示す図である。
図13A〜13B(新)は、13A)D−TAコンジュゲートおよび13B)Cy5−D−TAコンジュゲートのNMR特徴付けを示す図である。
図14は、シミュレートされた硝子体液モデルにおけるD−TAからのTAのin−vitro放出を示す図である。
図15は、種々の臓器におけるD−Cy5の生体内分布および経時的クリアランスを示す図である。臓器取込みを、D−Cy5蛍光測定値を使用して、適切な較正曲線に対して定量化した(n=8)(は、24時間を72時間と比較したときの、p<0.01を示す;#は、p<0.05を示す)。
図16A〜16Bは、合成された二官能性デンドリマーのゲル浸透クロマトグラフを示す図である。16Aは、G4−OHデンドリマーの溶出時間(溶出時間14.42分)とは異なる、カラムからの14.84分の溶出時間を示す。これは、新たな化合物の形成を示し、溶出時間における軽微なシフトのみが存在することを示し、これは、G4−OHデンドリマーの構造的特性が顕著には変化していないことを示している。Cy5ピーク(20.39分)16Bとは異なる、647nm(Cy5についてのUV λmax)および645nm(Cy5の蛍光発光)における、16.69分の同時の新たなピークの出現は、デンドリマーへの色素の首尾よいコンジュゲーションを確認する。
図17A〜17Lは、静脈内注射の24時間後の非虚血/再灌流眼由来の切片を示す図である。17A〜D。デンドリマー−Cy5(赤色)は、脈絡膜中のIba−1+ミクログリア(矢印)中に存在する。挿入図:より高い拡大率の、Iba−1+ミクログリアにおけるD−Cy5(赤色)。17E〜H。遊離Cy5は、脈絡膜(アスタリスク)の至る所に存在し、Iba−1+ミクログリア(矢印)とは関連しない。17I〜L。PBSを静脈内投与する場合、眼中にはCy5波長の蛍光は存在しない(陰性対照)。[DAPI(青色)、Iba−1(緑色)、D−Cy5およびCy5(赤色);NFL=神経線維層、INL=内顆粒層、ONL=外顆粒層;17A〜Dおよび17I〜L バー=40μm、17E〜H バー=20μm]。
図18A〜18Iは、共焦点顕微鏡法を使用した、時間の関数としての腎臓におけるD−Cy5レベルの定性的評価を示す図である。18A〜C。(上パネル)それぞれ静脈内D−Cy5注射の24時間後、72時間後および21日後における腎臓の断面。静脈内注射の際のD−Cy5(赤色)は、体循環から迅速に除去され、腎皮質の近位尿細管(proximal tubule)中に大部分が蓄積されることが見出され、後の時点(72時間および21日)において排泄された。下は、腎皮質からの蛍光シグナルがインタクトなD−Cy5からのものであることを証明する、腎臓抽出物のHPLCクロマトグラムであり(保持時間14.92分に基づく)、時間が増加するほどピークシグナルは減少し、これは尿を介したD−Cy5排泄を示し、共焦点画像と良好に一致している。
図19A〜19Bは、後眼杯におけるデンドリマーの半定量化を示すグラフを示す図である。D−Cy5を、静脈内(19A)または硝子体内(19B)のいずれかで投与し、24時間、72時間、21日における傷害された(I/R)眼および健康な(非I/R)眼の両方において定量化した。傷害された眼と傷害されていない眼との間で、取込みにおいて有意差が見られる。
図20は、CNVのラットモデルおよび処置プロトコールの実例を示す図である。
図21は、CNVが、異常な血管の発生(血管新生)を引き起こす脂質注射に起因して発生した(イソレクチン、青色パネル)、脈絡膜フラットマウントを示す図である。ミクログリア/マクロファージ(Iba−1、緑色パネル)の蓄積、およびCNVエリア中のミクログリア/マクロファージ中に局在したデンドリマー(D−Cy5、赤色パネル)。全てのチャネルが、共局在を示すためにオーバーレイされる(マージ)。
図22は、脂質注射されたラットモデルにおける非処置脈絡膜およびD−NAC処置脈絡膜における平均CNV面積を示すグラフを示す図である。非処置動物群と比較して、D−NAC処置動物において、CNV面積における約80%の有意な低減が存在する。このデータを、両側スチューデントt検定を使用して統計的に分析し、Welch補正は、試料サイズn=6についてp=0.0003で有意な結果を生じた。
図23は、脂質の網膜下注射によって引き起こされた網膜炎症および血管新生を示す図である。白色の丸で示されるイソレクチンによって染色された蛇行状の異常な血管を示す、網膜において形成された網膜血管新生(RNV)(青色パネル)。Iba−1によって染色された炎症性ミクログリア細胞の遊走および蓄積(緑色パネル)、ならびにミクログリア細胞におけるD−Cy5の共局在(D−Cy5、赤色パネル)。マージされたパネルは、炎症および血管新生、ならびに白色矢印によって示される炎症細胞中の特異的なデンドリマーの共局在の組み合わされた効果を示す(マージ)。
図24は、デンドリマー(赤色)が炎症エリアにおいて蓄積され、ミクログリア細胞によって取り込まれることを示す、網膜フラットマウントにおけるRNVエリアを示す図である。本発明者らは、白色矢印によって示される、傷害された(炎症)エリアに向かう網膜ミクログリアの遊走もまた観察した。(青色−イソレクチン)血管、(緑色、Iba−1)ミクログリア/マクロファージおよび(赤色または桃色)D−cy5。
図25A〜25Bは、確立された脈絡膜フラットマウントプロトコールを使用して盲検様式で評価した、CNVに対する全身性遊離NAC、D−NAC(NAC基準で20mg/kg)またはPBSの効果を示す図である。D−NAC処置した動物は、PBSと比較した場合、CNV面積における有意な減少を示した。遊離NACは、有意ではないいくらかの減少を示した。CNV面積を、Image−Jソフトウェアにおいて形態計測分析を使用して評価した(黄色の描写)。パネルAは、小疱(bleb)エリアにおけるより大きいCNVおよびマクロファージの増加した集団(緑色)を有するPBS脈絡膜を示し、パネルBは、CNVおよびマクロファージ蓄積が低減された、D−NACの効力を示す。脈管構造を、GSAレクチンで染色し(青色)、マクロファージをIBA−1で染色する(緑色)。値は、n=12およびP<0.001で、マン・ホイットニーのt検定を使用して分析した。
図26は、CNVを取り囲む小疱エリアにおけるマクロファージ蓄積についての、脈絡膜の(20×の拡大率)のフラットマウント画像分析を示す図である。マクロファージを、IBA−1で染色し(緑色)、D−Cy5は赤色である。マクロファージ細胞計数分析は、PBS処置と比較した、D−NAC処置の際の、マクロファージ細胞の数における約63%の低減、および活性化されたマクロファージにおける約60%の低減を示し、活性化されたマクロファージとデンドリマーとのほぼ90%+の共局在を示した。細胞計数分析を、スプリット機能と共に、平滑化因数および8〜12μm直径の細胞サイズ閾値を用いて、サーフェス機能を使用してImaris(Bitplane)ソフトウェアを使用して実施した。活性化されたマクロファージおよび休止マクロファージを、閾値として0.758の球形度に楕円率関数0.298を加えて、細胞表面対体積比を使用して、細胞形状(アメーバ様対分枝型)に基づいて計数した。D−Cy5の共局在を、スポット機能を使用して評価した。各群についてN=6の眼、3エリア/脈絡膜を分析し、平均した。
図27A〜27Cは、異なる群由来の脈絡膜をELISAを使用して分析したことを示す図である(n=8脈絡膜/群)。遊離NACは、対照と比較して有効でなかったが、D−NACは、炎症促進性サイトカインの有意な減弱を示した(27AおよびB)。***は、p<0.001を示す。D−NACは、抗炎症性IL−10もまた増強した(27C)。は、p<0.01を示す。
図28A〜28Cは、GSA染色された血管、mi/maについてのIBA−1、およびデンドリマー(D−Cy5)を用いた、フラットマウント網膜(40×の拡大率)を示す図である。28A)通常の血管構造および休止mi/ma(分枝型)(白色矢印)を有し、D−Cy5なしの、同じ網膜の「健康な」非病理的エリア;28B)異常な血管、活性化されたmi/ma(「円形」およびアメーバ様)および活性化されたmi/ma中に共局在した「スパイク型」デンドリマー(白色矢印)を示す、小疱近傍の同じ網膜の病理学的エリア;28C)ミクログリア活性化を静めることにおけるD−NACの治療効果を示唆する、両方の集団(i)休止ミクログリア(分枝型)(黄色矢印)および(ii)デンドリマーを有する活性化されたmi/ma(アメーバ様)(白色矢印)を示す、D−NAC処置した網膜。
図29A〜29B。29A)は、PBSおよびD−NAC処置についての、網膜における網膜ミクログリア計数を示す棒グラフを示す図である。D−NAC処置は、活性化されたミクログリア表現型を逆転させる。29B)は、PBSおよびD−NAC処置したミクログリアの3−Dの代表的画像を示す図である。
図30A〜30Cは、ELISAによって分析した、異なる群由来の網膜からの結果を示す図である(n=8/群)。遊離NACは、PBSと比較して有効でなかったが、D−NACは、炎症促進性サイトカインの有意な減弱を示した。D−NACは、抗炎症性(IL−10)もまた増強した。***は、p<0.001を示す。
図31A〜31Bは、CNV抑制に対するTAの効果を示す図である。31Aは、CNVが、異常な血管の発生を引き起こす脂質注射(HpODE)に起因して発生し(31A、C、E、G)、次いで、D−TAで処置された(31B、D、F、H)、脈絡膜フラットマウントを示す。31Bは、HpODE、D−TAまたは遊離TA(F−TA)のCNV面積(mm)の測定値を示す棒グラフである。CNVの低減の約95%は、二重の抗炎症および抗血管形成効果に帰せられ得る。
図32は、D−NAC+D−TA処置した脈絡膜の予備的CNV面積分析を示す図である。21日目に、PBS処置した脈絡膜は、11日目に処置したD−NAC脈絡膜と比較して、完全に形成された変則的な血管を有する、有意により大きいCNV面積を示し、これは、後期AMDに対する有効性を示唆している。21日目に、(11日目に)D−NAC処置した脈絡膜は、10日目のPBS脈絡膜と比較して、より低いCNV面積を示し、これは退縮を示唆している。
図33A〜33Cは、PBS−21日目(33A)およびPBS−10日目(33B)およびD−NAC+D−TA−21日目(33C)のCNVを示す代表的画像(右)を示す図である。**は、p<0.01を示す。100μmにおけるスケールバー。
図34A〜34Cは、デンドリマーが、全身経路、および30倍高い全身用量において匹敵する硝子体内経路の両方の際に、網膜ミクログリア/マクロファージを標的化することを示す図である。
1または複数の実施形態に従って、本発明は、網膜神経炎症における1つの重要な細胞型、活性化されたミクログリアを、静脈内の全身注射を介して標的化する、PAMAMデンドリマーの能力を開示する。驚くべきことに、活性化されたミクログリアによる保持は、硝子体内注射と比較した場合、このデンドリマーを静脈内送達しても生じた。さらに、ミクログリアはデンドリマーを保持したが、他の細胞型はデンドリマーを取り込まなかった。デンドリマーは、長期間、この研究において評価した最も長い時点である21日間にわたって、ミクログリア中に残存した。活性化されたミクログリア/マクロファージは、炎症性網膜疾患および/または血管形成網膜疾患、例えば、黄斑変性、糖尿病性網膜症、緑内障、および未熟児網膜症と関連付けられている。虚血−再灌流(I/R)傷害は、慢性緑内障、糖尿病性網膜症および静脈分枝閉塞症(BVO)の特定の態様をモデル化するために使用されてきた。I/R傷害は、網膜血管および脈絡膜血管の両方の閉塞を引き起こし、低減された血流および組織低酸素を生じる。上記状態は、血液網膜関門(BRB)の破壊、常在性ミクログリア/マクロファージの活性化、脈絡膜および体循環からのミクログリアおよびマクロファージの浸潤、サイトカイン(TNF−α、Inf−α、TGF−β.IL−1βおよびIL−6)の上昇した産生、ならびに網膜神経節細胞(RGC)の死を引き起こすと報告されている。
本発明の方法の重要な一態様は、D−Cy5が、静脈内送達されても硝子体内送達されても、活性化されたミクログリアにおいてほぼ排他的に保持されたという事実である。静脈内投与は、硝子体内よりも安全であるが、硝子体内は、現在、滲出型加齢黄斑変性(ウェットAMD)および糖尿病性黄斑浮腫を処置する際に使用される抗VEGF治療のための標準治療である。大腿注射の21日後におけるミクログリア中でのD−Cy5保持もまた、現行の抗VEGF治療などの反復注射が硝子体内注射を必要としないという点で、非常に有意義である。
この方法は、ラット脈絡膜血管新生(CNV)モデルにおいて、N−アセチル−システイン(N−acetal−cysteine)にコンジュゲートされた本発明のデンドリマー化合物の全身静脈内注射が、対照と比較して、処置した動物においてCNVの面積を有意に低減させたという驚くべき知見によってさらに支持された。
一部の実施形態によれば、本発明は、デンドリマーナノ粒子を含む組成物を提供し、このデンドリマーナノ粒子は、眼における炎症性疾患を抑制または阻害するのに有効な量の同じまたは異なり得る少なくとも1種または複数の生物学的に活性な薬剤に共有結合した、大部分がヒドロキシル終端したポリ(アミドアミン)(PAMAM)デンドリマーを含む。本明細書で使用する場合、用語「大部分がヒドロキシル終端した」とは、デンドリマーの表面官能基の大部分がOH基であることを意味する。一部の実施形態では、このデンドリマーは、異なる官能基の混合物を有し得る。
したがって、別の一実施形態によれば、本発明は、デンドリマーナノ粒子を含む組成物を静脈内投与することによって、被験体の眼における炎症性疾患および/または血管形成疾患を処置するための方法を提供する;このデンドリマーナノ粒子は、眼における炎症性疾患および/または血管形成疾患を抑制または阻害するのに有効な量の同じまたは異なり得る少なくとも1種または複数の生物学的に活性な薬剤に共有結合した、1つまたは複数のエチレンジアミン−コアポリ(アミドアミン)(PAMAM)のヒドロキシル終端したデンドリマーを含む。
本明細書で使用する場合、用語「PAMAMデンドリマー」とは、アミドアミン構成要素を有し、異なるコアを含有し得る、ポリ(アミドアミン)デンドリマーを意味する。それらを作製する方法は、当業者に公知であり、一般に、中心イニシエーターコア周囲の樹状β−アラニン単位の同心性シェル(世代)を生成する2段階反復反応シーケンスが関与する。このPAMAMコア−シェル構造は、付加されたシェル(世代)の関数として、直径が線形に成長する。一方、表面基は、樹状分枝数学(dendritic−branching mathematics)に従って、各世代において指数関数的に増幅する。これらは、5つの異なるコア型および10個の表面官能基で、世代G0〜10において入手可能である。デンドリマー分枝したポリマーは、ポリアミドアミン(PAMAM)、ポリエステル、ポリエーテル、ポリリシン、またはポリエチレングリコール(PEG)、ポリペプチドデンドリマーからなり得る。本明細書に記載され特許請求されるデンドリマー組成物は、G3〜G10の範囲の、典型的にはG4またはG5の範囲のデンドリマーであり得、異なるGレベルの混合物もまた可能であることが、当業者に理解される。
一部の実施形態によれば、使用されるPAMAMデンドリマーは、それらの表面官能基に結合したヒドロキシル基を有する、世代4のデンドリマーであり得る。
一部の実施形態では、このデンドリマーは、ナノ粒子形態であり、本明細書で参照によって組み込まれる国際特許出願公開WO2009/046446号に詳細に記載されている。
本明細書で使用する場合、用語「眼の炎症性疾患」とは、例えば、加齢黄斑変性(ARMD)、網膜色素変性、視神経炎、感染症、サルコイド、鎌状赤血球症、網膜剥離、側頭動脈炎、網膜虚血、動脈硬化性網膜症、高血圧性網膜症、網膜動脈遮断(retinal artery blockage)、網膜静脈遮断(retinal vein blockage)、低血圧、糖尿病性網膜症、黄斑浮腫を含む、眼の組織の炎症に関連する眼の疾患を意味し、例えば脈絡膜血管新生を含む血管形成疾患もまた含む。
一実施形態によれば、本発明は、被験体の眼における炎症性疾患を抑制または阻害するのに有効な量で、この被験体に全身投与するステップを含む、被験体の眼における炎症性疾患および/または血管形成疾患を処置するための、本明細書に開示される組成物の使用を提供する。
別の実施形態によれば、本発明は、生物学的に活性な薬剤を含むデンドリマー組成物の有効量を被験体に投与するステップを含む、被験体の角膜における酸化ストレスおよびERストレスによって引き起こされる、被験体の眼の障害を減弱または処置するための方法を提供する。
活性な薬剤および生物学的に活性な薬剤は、本明細書で相互交換可能に使用されて、所望の薬理学的および/または生理学的効果を誘導する化学的または生物学的化合物を指し、その効果は、予防的または治療的であり得る。これらの用語は、塩、エステル、アミド、プロドラッグ、活性な代謝物、アナログなどが含まれるがこれらに限定されない、本明細書で具体的に言及される活性な薬剤の薬学的に許容される薬理学的に活性な誘導体もまた包含する。用語「活性な薬剤」、「薬理学的に活性な薬剤」および「薬物」が使用される場合、本発明は、活性な薬剤自体、および薬学的に許容される薬理学的に活性な塩、エステル、アミド、プロドラッグ、代謝物、アナログなどを含むと理解すべきである。この活性な薬剤は、天然に存在するものであれ、形質転換されたものなどの操作されたものであれ、ウイルスまたは細胞などの生物学的実体であり得る。
一部の実施形態では、生物学的に活性な薬剤は、検出可能な部分を含み得る。本明細書で使用する場合、用語「検出可能な部分」とは、分子のこの特定の部分が、デンドリマー分子に結合した少なくとも1種または複数の画像化剤を含むことを意味する。これらの画像化剤のうち少なくとも1つは、蛍光色素である。この色素は、可視または近赤外(NIR)スペクトルにおけるエミッターであり得る。本発明において有用な公知の色素には、カルボシアニン、インドカルボシアニン、オキサカルボシアニン、チアカルボシアニン(thuicarbocyanine)およびメロシアニン、ポリメチン、クマリン(coumarine)、ローダミン、キサンテン、フルオレセイン、ホウ素ジピロメタン(BODIPY)、Cy3、Cy5、Cy5.5、Cy7、VivoTag−680、VivoTag−S680、VivoTag−S750、AlexaFluor660、AlexaFluor680、AlexaFluor700、AlexaFluor750、AlexaFluor790、Dy677、Dy676、Dy682、Dy752、Dy780、DyLight547、Dylight647、HiLyte Fluor 647、HiLyte Fluor 680、HiLyte Fluor 750、IRDye 800CW、IRDye 800RS、IRDye 700DX、ADS780WS、ADS830WSならびにADS832WSが含まれる。
NIR領域において活性な有機色素は、生物医学的適用において公知である。しかし、従来の色素の制限、例えば、乏しい親水性および光安定性、低い量子収量、不十分な安定性ならびに生物学的系における低い検出感度などに起因して、容易に利用可能なNIR色素は数種しか存在しない。かなり改善された化学的および光安定性、高い蛍光強度ならびに長い蛍光寿命を有する、NIR色素(シアニン色素、スクアライン、フタロシアニン、ポルフィリン誘導体およびBODIPY(ホウ素ジピロメタン)アナログを含む)の近年の開発には、顕著な進展があった。NIR色素の例には、シアニン色素(ポリメチンシアニン色素とも呼ばれる)が含まれ、これらは、ポリメチン架橋によって連結された2つの芳香族窒素含有複素環を有する小さい有機分子であり、Cy5、Cy5.5、Cy7およびそれらの誘導体が含まれる。スクアライン(スクアリリウム色素と呼ばれる場合が多い)は、分子の両方の末端において芳香族または複素環式成分を有する、オキソシクロブテノレートコアからなり、一例はKSQ−4−Hである。フタロシアニンは、窒素原子を介して一緒に連結された4つの架橋ピロールサブユニットからなる、2次元18π電子芳香族ポルフィリン誘導体である。BODIPY(ホウ素ジピロメタン)色素は、4,4’−ジフルオロ−4−ボラ−3a,4a−ジアザ−s−インダセン)の一般構造を有し、高い量子収量ならびに優れた熱的および光化学的安定性と共に、鋭い蛍光を有する。
一実施形態によれば、この生物学的に活性な薬剤は、酵素、受容体アンタゴニストまたはアゴニスト、ホルモン、増殖因子、抗体、オリゴヌクレオチド、siRNA、マイクロRNA、ビタミンA、ビタミンC、ビタミンE、ベータ−カロテンおよび小分子からなる群より選択される。
別の実施形態によれば、この小分子は、抗炎症剤、例えば、メチルプレドニゾン、デキサメタゾンを含むステロイド、COX−2阻害剤を含む非ステロイド性抗炎症剤、コルチコステロイド抗炎症剤、金化合物抗炎症剤、免疫抑制性抗炎症剤および抗血管形成剤、サリチレート抗炎症剤、ラニビズマブ、ミノサイクリン、アフリベルセプトおよびラパマイシンを含む抗VEGF剤からなる群より選択される。これらには、抗酸化剤、例えば、N−アセチルシステイン、オメガ−3脂肪酸誘導体、例えば、レゾルビン(resolving)およびニューロプロテクチン(neuroprotectin)−D1(NPD1)もまた含まれ得る。
一部の他の実施形態によれば、この分子には、例えば、ダクリズマブ、ベバシズマブ(avastin(登録商標))、ラニビズマブ(Lucentis(登録商標))、バシリキシマブ、ラニビズマブおよびペガプタニブナトリウムを含む抗体、またはSN50などのペプチド、ならびにNFκβのアンタゴニストが含まれ得る。
一部の実施形態によれば、この生物学的に活性な薬剤は、N−アセチルシステイン(NAC)および/またはトリアムシノロンアセトニド(TA)であり得る。
一部の実施形態では、本明細書に記載される方法において使用されるデンドリマー組成物は、1種または複数の生物学的に活性な薬剤にコンジュゲートされた世代4のヒドロキシル終端したPAMAMデンドリマー(G4−OH)である。例えば、NACおよび/またはTAにコンジュゲートされたG4−OHデンドリマーが、本発明の方法において使用され得る。
一部の実施形態では、少なくとも1種の生物学的に活性な薬剤および少なくとも1つの検出可能な部分を含むセラノスティック(theranostic)組成物が企図される。例えば、セラノスティック組成物は、身体における治療剤または生物学的に活性な薬剤の可視化を補助するために、NACにコンジュゲートされたG4−OHまたはアミン−G4−NHデンドリマー、およびD−Cy5を含み得る。
トリアムシノロンアセトニド(4aS,4bR,5S,6aS,6bS,9aR,10aS,10bS)−4b−フルオロ−6b−グリコロイル−5−ヒドロキシ−4a,6a,8,8−テトラメチル−4a,4b,5,6,6a,6b,9a,10,10a,10b,11,12−ドデカヒドロ−2H−ナフト[2’,1’:4,5]インデノ[1,2−d][1,3]ジオキソール−2−オン)は、種々の皮膚状態を処置するため、口のびらんの不快感を軽減するため、および鼻スプレー形態でアレルギー性鼻炎を処置するために使用される、合成コルチコステロイドである。これは、トリアムシノロンのより強力な誘導体であり、プレドニゾンの約8倍強力である。硝子体内注射として、トリアムシノロンアセトニドは、種々の眼疾患を処置するために使用されており、黄斑浮腫を低減させるのに有用であることが見出されている。薬物試験により、これは、2年間の期間にわたって、人工水晶体を有する眼において、抗VEGF薬物と同様に効率的であることが見出されている。
本発明の方法で使用されるデンドリマー組成物は、任意の適切な製剤中にあり得ることが理解される。かかる製剤の例には、リポソーム、マイクロカプセルおよびナノカプセルのうち1種または複数が含まれる。
本発明の実施形態は、これらの化合物を含む医薬製品を調製するためのプロセスもまた含む。用語「医薬製品」とは、本明細書に定義されるように、医薬的使用に適切な組成物(医薬組成物)を意味する。本発明の化合物を含む、特定の適用のために製剤化された医薬組成物もまた、本発明の一部であり、本発明の一実施形態であるとみなすべきである。
本明細書で使用する場合、用語「処置する」およびそれから派生した単語は、予防的処置および障害緩解(disorder remitative)処置を含む。用語「低減させる」、「抑制する」、「予防する」および「阻害する」、ならびにそれらから派生した単語は、減らすまたは減少させるという、それらの一般に理解される意味を有する。これらの単語は、100%または完全な処置、低減、抑制または阻害を必ずしも意味しない。
本明細書に記載される医薬組成物に関して、薬学的に許容される担体は、従来から使用されているもののいずれかであり得、物理−化学的考慮事項、例えば、溶解度および活性な化合物(複数可)との反応性の欠如によって、ならびに投与の経路によってのみ、限定される。本明細書に記載される薬学的に許容される担体、例えば、ビヒクル、アジュバント、賦形剤および希釈剤は、当業者に周知であり、公に容易に入手可能である。薬学的に許容される担体の例には、可溶性担体、例えば、生理学的に許容され得る公知の緩衝液(例えば、リン酸緩衝液)および固体組成物、例えば、固体状態の担体またはラテックスビーズが含まれる。薬学的に許容される担体は、活性な薬剤(複数可)にとって化学的に不活性なもの、および使用の条件下で有害な副作用または毒性をほとんどまたは全く有さないものであることが好ましい。
本明細書で使用される担体または希釈剤は、固体製剤のための固体担体もしくは希釈剤、液体製剤のための液体担体もしくは希釈剤、またはそれらの混合物であり得る。
固体担体または希釈剤には、ガム、デンプン(例えば、トウモロコシデンプン、アルファ化デンプン)、糖(例えば、ラクトース、マンニトール、スクロース、デキストロース)、セルロース材料(例えば、微結晶セルロース)、アクリレート(例えば、ポリメチルアクリレート)、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、タルク、またはそれらの混合物が含まれるがこれらに限定されない。
液体製剤について、薬学的に許容される担体は、例えば、水性もしくは非水性の溶液、懸濁物、乳剤または油であり得る。非水性溶媒の例は、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、および注射可能な有機エステル、例えばオレイン酸エチルである。水性担体には、例えば、生理食塩水および緩衝化媒体を含む、水、アルコール性/水性溶液、シクロデキストリン、乳剤または懸濁物が含まれる。
油の例は、石油、動物、植物または合成起源の油、例えば、ラッカセイ油、ダイズ油、鉱油、オリーブ油、ヒマワリ油、魚肝油、ゴマ油、綿実油、トウモロコシ油、オリーブ、ワセリン、およびミネラルである。非経口製剤における使用のために適切な脂肪酸には、例えば、オレイン酸、ステアリン酸およびイソステアリン酸が含まれる。オレイン酸エチルおよびミリスチン酸イソプロピルは、適切な脂肪酸エステルの例である。
非経口ビヒクル(皮下、静脈内、動脈内または筋内注射のため)には、例えば、塩化ナトリウム溶液、リンゲルデキストロース、デキストロースおよび塩化ナトリウム、乳酸加リンゲルならびに不揮発油が含まれる。非経口投与に適切な製剤には、例えば、抗酸化剤、緩衝液、静菌剤、および製剤を意図したレシピエントの血液と等張にする溶質を含有し得る、水性および非水性の等張無菌注射溶液、ならびに懸濁剤、溶解剤、増粘剤、安定剤および防腐剤を含み得る、水性および非水性の無菌懸濁物が含まれる。
静脈内ビヒクルには、例えば、流体および栄養補給剤、電解質補給剤、例えば、リンゲルデキストロースに基づくものなどが含まれる。例は、界面活性剤および他の薬学的に許容されるアジュバントの添加ありまたはなしの、水および油などの無菌液体である。一般に、水、生理食塩水、水性デキストロースおよび関連の糖溶液、ならびにグリコール、例えば、プロピレングリコールまたはポリエチレングリコールは、特に注射可能な溶液のための、好ましい液体担体である。
さらに、一実施形態では、本発明の化合物は、例えば、結合剤(例えば、アラビアゴム、トウモロコシデンプン、ゼラチン、カルボマー、エチルセルロース、グアーガム、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ポビドン)、崩壊剤(例えば、トウモロコシデンプン、ジャガイモデンプン、アルギン酸、二酸化ケイ素、クロスカルメロースナトリウム(croscarmelose sodium)、クロスポビドン、グアーガム、デンプングリコール酸ナトリウム)、種々のpHおよびイオン強度の緩衝液(例えば、Tris−HCl、酢酸塩、リン酸塩)、添加剤、例えば、表面への吸収を防止するためのアルブミンもしくはゼラチン、洗剤(例えば、Tween 20、Tween 80、Pluronic F68、胆汁酸塩)、プロテアーゼ阻害剤、界面活性剤(例えば、ラウリル硫酸ナトリウム)、浸透増強剤、可溶化剤(例えば、クレモフォール、グリセロール、ポリエチレングリセロール、塩化ベンザルコニウム(benzlkonium chloride)、安息香酸ベンジル、シクロデキストリン、ソルビタンエステル、ステアリン酸)、抗酸化剤(例えば、アスコルビン酸、メタ重亜硫酸ナトリウム、ブチルヒドロキシアニソール)、安定剤(例えば、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(hyroxypropylmethyl cellulose))、粘度増加剤(例えば、カルボマー、コロイド性二酸化ケイ素、エチルセルロース、グアーガム)、甘味料(例えば、アスパルテーム、クエン酸)、防腐剤(例えば、チメロサール、ベンジルアルコール、パラベン)、滑沢剤(例えば、ステアリン酸、ステアリン酸マグネシウム、ポリエチレングリコール、ラウリル硫酸ナトリウム)、流動助剤(flow−aid)(例えば、コロイド性二酸化ケイ素)、可塑剤(例えば、フタル酸ジエチル、クエン酸トリエチル)、乳化剤(例えば、カルボマー、ヒドロキシプロピルセルロース、ラウリル硫酸ナトリウム)、ポリマーコーティング(例えば、ポロクサマーまたはポロキサミン)、コーティングおよびフィルム形成剤(例えば、エチルセルロース、アクリレート、ポリメタクリレート)、ならびに/またはアジュバントをさらに含み得る。
担体の選択は、特定の化合物によって、ならびに化合物を投与するために使用される特定の方法によって、一部決定される。したがって、本発明の医薬組成物の種々の適切な製剤が存在する。非経口、皮下、静脈内、筋内、動脈内、くも膜下腔内および腹腔内投与のための以下の製剤は、例示であり、決して限定ではない。1よりも多い経路が、化合物を投与するために使用され得、ある特定の場合には、特定の経路が、別の経路よりもより即座かつより有効な応答を提供できる。
非経口製剤における使用に適切なセッケンには、例えば、脂肪性アルカリ金属、アンモニウムおよびトリエタノールアミン塩が含まれ、適切な洗剤には、例えば、(a)カチオン性洗剤、例えば、ジメチルジアルキルアンモニウムハライドおよびアルキルピリジニウムハライドなど、(b)アニオン性洗剤、例えば、スルホン酸アルキル、スルホン酸アリールおよびスルホン酸オレフィン、硫酸アルキル、硫酸オレフィン、硫酸エーテルおよび硫酸モノグリセリド、ならびにスルホサクシネートなど、(c)非イオン性洗剤、例えば、脂肪性アミンオキシド、脂肪酸アルカノールアミドおよびポリオキシエチレンポリプロピレンコポリマーなど、(d)両性洗剤、例えば、アルキル−β−アミノプロピオネートおよび2−アルキル−イミダゾリン四級アンモニウム塩など、ならびに(e)それらの混合物が含まれる。
注射可能な製剤は、本発明に従う。注射可能な組成物のための有効な医薬担体の必要条件は、当業者に周知である(例えば、Pharmaceutics and Pharmacy Practice、J.B. Lippincott Company、Philadelphia、PA、BankerおよびChalmers編、238〜250頁(1982年)、ならびにASHP Handbook on Injectable Drugs、Trissel、第15版、622〜630頁(2009年)を参照のこと)。
一実施形態では、用語「投与する」とは、本発明の化合物が、被験体、好ましくは、眼の炎症関連疾患に対する処置を受けている被験体中に導入され、これらの化合物が、in vivoで、1つまたは複数の疾患関連細胞または細胞の集団と接触するようにされることを意味する。
本明細書で使用する場合、用語「被験体」とは、Rodentia目の哺乳動物、例えば、マウスおよびハムスター、ならびにLagomorpha目の哺乳動物、例えばウサギが含まれるがこれらに限定されない、任意の哺乳動物を指す。哺乳動物は、ネコ(Feline(cat))およびイヌ(Canine(dog))を含むCarnivora目由来であることが好ましい。哺乳動物は、ウシ(Bovine(cow))およびブタ(Swine(pig))を含むArtiodactyla目、またはウマ(Equine(horse))を含むPerissodactyla目のものであることが、より好ましい。哺乳動物は、Primate目、Ceboid目もしくはSimoid目(サル)のもの、またはAnthropoid目(ヒトおよび類人猿)のものであることが、最も好ましい。特に好ましい哺乳動物は、ヒトである。
本発明の方法において使用される投薬レジメンは、被験体の眼における炎症性疾患および/または酸化ストレスの低減を提供するのに十分な任意の長さの時間であり得ることが、当業者によって理解される。用語「慢性」とは、本明細書で使用する場合、投薬レジメンの時間の長さが、数時間、数日間、数週間、数カ月間またはおそらくは数年間であり得ることを意味する。
さらなる一実施形態では、本発明の組成物および方法は、上に議論した状態または疾患を処置することが可能であることが公知の1種または複数のさらなる治療的に活性な薬剤と組み合わせて使用され得る。例えば、本発明の組成物は、炎症性疾患および/もしくは血管形成疾患、または酸化ストレス関連疾患を処置するために、1種または複数の公知の治療的に活性な薬剤と組み合わせて使用され得る。本発明の組成物および方法と共に、医薬組成物中で容易に組み合わされ得る他の治療的に活性な薬剤の非限定的な例には、非ステロイド性抗炎症薬物のクラス(NSAID)中の薬物が含まれる。
一実施形態によれば、本発明は、非ステロイド性抗炎症薬物にコンジュゲートされたデンドリマー組成物を含む組成物の有効量を被験体に投与するステップを含む、被験体の眼における炎症性疾患、酸化ストレスおよび/または新脈管形成によって引き起こされる、被験体の眼における障害を減弱または処置するための方法を提供する。
本発明の方法において使用されるNSAIDの例には、メフェナム酸、アスピリン、ジフルニサル、サルサラート、イブプロフェン、ナプロキセン、フェノプロフェン、ケトプロフェン、デクスケトプロフェン(Deacketoprofen)、フルルビプロフェン、オキサプロジン、ロキソプロフェン、インドメタシン、スリンダク、エトドラク、ケトロラク、ジクロフェナク、ナブメトン、ピロキシカム、メロキシカム、テノキシカム、ドロキシカム、ロルノキシカム、イソキシカム(Isoxicam)、メクロフェナム酸、フルフェナム酸、トルフェナム酸、セレコキシブ(elecoxib)、ロフェコキシブ、バルデコキシブ、パレコキシブ、ルミラコキシブ、エトリコキシブ、フィロコキシブ(Firocoxib)、スルホンアニリド(Sulphonanilide)、ニメスリド、ニフルミン酸およびリコフェロン(Licofelone)が含まれる。
典型的には、主治医は、種々の因子、例えば、年齢、体重、全体的な健康、食事、性別、投与される化合物、投与の経路、および処置されている状態の重症度を考慮して、各個々の被験体を処置するための組成物の投薬量を決定する。本発明の限定を意図せずに、例として、本発明の組成物の全身用量は、処置されている被験体の体重1kg当たり約0.0001〜約1000mg、約0.01〜約100mg/kg体重、約0.1mg/kg〜約50mg/kgおよび約0.5mg〜約25mg/kg体重であり得る。本発明の一実施形態では、患者は、投薬レジメンに従って、デンドリマー−薬物組成物で周期的に処置される。
したがって、別の実施形態によれば、本発明は、眼における炎症性疾患を抑制または阻害するのに有効な量で、デンドリマーナノ粒子を含む組成物を被験体に周期的に全身投与するステップを含む、被験体の眼における炎症性疾患および血管形成疾患を処置するための方法を提供し、このデンドリマーナノ粒子は、生物学的に活性な薬剤に共有結合した、ポリ(アミドアミン)(PAMAM)のヒドロキシル終端したデンドリマーを含む。
本発明の一実施形態では、患者が、例えば、2週間に1回、1カ月に1回、2カ月に1回または3カ月に1回のスケジュールで、抗炎症性デンドリマー組成物で処置されることが企図される。
高速液体クロマトグラフィー(HPLC)分析。デンドリマー−Cy5コンジュゲート(D−Cy5)の純度を、Empowerソフトウェアと連結した、Watersインライン脱気器、バイナリーポンプ、光ダイオードアレイ(PDA)検出器、マルチ蛍光λ検出器およびオートサンプラー(4℃に維持)を備えたWaters HPLC機器(Waters Corporation、Milford、Massachusetts)を使用して分析した。HPLCクロマトグラムを、Waters 2998 PDA検出器を使用して、デンドリマーについて210nmでの吸光度およびCy5について650nmでの吸光度、ならびにWaters 2475蛍光検出器を使用して、645nmでの励起および662nmでの発光を有する蛍光に関して、同時にモニタリングした。水/アセトニトリル(0.1% w/w TFA)を新たに調製し、濾過し、脱気し、移動相として使用した。TSK−Gelガードカラムに接続されたTSK−Gel ODS−80 Ts(250×4.6mm、25cmの長さ、5μmの粒子サイズ)を使用した。勾配流を、1ml/分の流量で、90:10(HO/ACN)の初期条件で使用し、次いで、アセトニトリル濃度を30分間で10:90(HO/ACN)に漸進的に増加させ、60分間で元の初期条件90:10(HO/ACN)に戻した。
動的光散乱およびゼータ電位分析。G4−OHおよびD−Cy5コンジュゲートの粒子サイズおよびζ電位を、50mW He−Neレーザー(633nm)を備えたZetasizer Nano ZS(Malvern Instrument Ltd.Worchester、U.K)を使用する動的光散乱(DLS)によって決定した。サイズ分類のために、試料を、脱イオン水(18.2Ω)中に溶解させて、50μg/mLの最終濃度にした。この溶液を、酢酸セルロースメンブレン(0.45ミクロン、PALL Life Science)を通して濾過し、DLS測定を、173°の散乱角で25℃で実施した。ゼータ電位を、Smolokowskyモデルを使用して計算し、測定を3連で実施した。
動物および虚血再灌流(I/R)傷害。動物が関与する全ての手順は、眼科および視覚研究における動物の使用のためのARVO声明(ARVO Statement for the Use of Animals in Ophthalmic and Vision Research)に従った。Johns HopkinsのWilmer動物施設に収容した各々体重約25グラムのBALB/cアルビノマウスを、輸送およびI/R研究に使用した。全ての手術を、ケタミン(100mg/Kg)およびキシラジン(10mg/kg)腹腔麻酔下で実施した。6匹のマウスを、各時点において各群において使用した。I/R傷害を、別の場所に記載した手順に従うことによって、左眼において実施した。簡潔に述べると、前房に、生理食塩水を注入するラインに取り付けた30ゲージ(gauze)の針を用いてカニューレ挿入した。生理食塩水システムを、カスタムメードの生理食塩水レザバ上に取り付け、特定の高さに上昇させた(90mm Hgに調整した)。IOPを、90分間かけて90mm Hgに上昇させ、I/R傷害および脈絡膜循環の遮断を、手術用顕微鏡による眼底試験を介して、後眼部の脱色によって証明した。虚血後、針を、即時の血液再灌流のために即座に引き出した。右眼は、I/R傷害を有さず、対照として機能した。
デンドリマー注射および動物の屠殺。I/R傷害の6日後、BALB/cマウスに、硝子体内または静脈内のいずれかでデンドリマーを注射した。硝子体内注射のために、20μgのD−Cy5を含有する2μLを、硝子体腔中に、圧縮注射器(Harvard apparatus、Holliston、MA、USA)で補助されたガラス針を使用して注射した。静脈内注射のために、100μLの無菌PBS中に溶解させた600μgのD−Cy5を、大腿領域中に小さい切開を作製した後に、大腿静脈中に30g針を介して注射した。遊離Cy5およびPBSを注射した動物は、この研究のための陽性対照または陰性対照として機能した。デンドリマー注射後の適切な時点(24時間、72時間および21日)において、動物を、ケタミン/キシラジンを使用して麻酔し、致死用量のナトリウムペントバルビタールを使用して安楽死させた。それらの眼を、即座に摘出し、免疫組織化学分析のために処理した。
免疫組織化学および共焦点顕微鏡法。眼を摘出し、PBS中2%のパラホルムアルデヒド(PFA)中で固定した。眼の前房を除去し、眼杯を、以前に確立されたプロトコール(Luttyら、IOVS、1993年)を使用して凍結保存した。眼を、イソペンタン中のドライアイスを丁寧に使用して、1:2の比の、最適な切削温度化合物(OCT)(Sakura Finetek USA Inc.、Torrance、CA)を有する20%スクロース中で凍結させた。クリオブロックを、切片化するまで−80℃で貯蔵する。8μm切片を、クリオスタットを使用して凍結ブロックから切削した。切片を、ミクログリア細胞マーカーであるウサギ抗イオン化カルシウム結合アダプター1分子(Iba−1)(Wako chemicals、USA)中でインキュベートし、ヤギ抗ウサギ−Cy3二次抗体を適用した。切片を、Zeiss 510共焦点顕微鏡上で分析した。励起波長および発光波長ならびにレーザー設定は、硝子体内およびIV注射した動物中の全ての組織を分析するために、同一であった。切片のZスタックを取り、折り畳んで、切片全体の奥行を通じて画像を得た。
デンドリマーコンジュゲートのコンジュゲーション。デンドリマートリアムシノロンアセトニドコンジュゲート(D−TA)およびCy5−D−TAの合成を、図11〜13に示す。Cy5へのデンドリマーのコンジュゲーションを、以前に報告された方法を使用して実施した(Biomaterials. 2012年;33巻:979〜88頁)。これは、合成の収束的方法であり、代表的クロマトグラムが図16A〜16Bに示される。
重要臓器におけるD−Cy5の生体内分布分析。約25gr BWの重さの12匹のBALB−Cマウスを、この研究に使用した。4匹の動物を、各時点において屠殺した:24時間、72時間および21日。各マウスに、100μLの無菌PBS中の600μgのD−Cy5を、大腿静脈を介して注射した。それぞれの時点において、動物を安楽死させ、重要臓器(心臓、肺、脾臓、腎臓、肝臓および眼)を即座に回収し、臓器湿重量を記録した。臓器を、ドライアイス上で瞬間凍結させ、分析まで−80℃で貯蔵した。分析の際に、組織を解凍し、およそ100〜150mgの組織を測定し、ステンレス鋼ビーズおよび組織ホモジナイザー(Tissuelyzer LT、QIAGEN、Hilden、Germany)を使用して、低DNA結合性チューブ(Eppendorf AG、Hamburg、Germany)中で1mlのMeOHと共にホモジナイズして、髄質様組織懸濁物を得た。この懸濁物を、30分間超音波処理し、100mgの組織を含有する適切な体積を、異なる低DNA結合性バイアル中に配置し、メタノールで1mlに希釈して、同じ量の組織および同じ体積が、各試料について分析されるようにした。これらの試料を、10,000rpmで4℃で10分間遠心分離して上清を得、これを蛍光分光法(FLS)に供した。
CNVラットモデル。各々約300グラムの雄性SDラットを、この研究のために選択した。脂質3(S)−ヒドロペルオキシ−9Z,11E−オクタデカジエン酸(HpODE)(Cayman Chemicals、Michigan、USA.)を、500μg/33μLの濃度で冷ホウ酸緩衝液中に溶解させた。2μLの脂質を、1日目に網膜下注射して、網膜中に小疱を形成させた。3日目までに、この脂質小疱は消失し、網膜変性が始まった。脂質注射の7日後に、脈絡膜からの血管新生(CNV)が形成し始め、網膜および脈絡膜における炎症ならびに網膜における血管新生(RNV)が生じる。このモデルは、脈絡膜および網膜の両方に対する損傷を引き起こし、ドライおよびウェットの両方のAMD形態の特徴を有する(図20)。
統計分析。データを、スチューデントt検定を使用して再現性について分析して、2つの群間の有意性を決定した。0.05またはそれ未満のp値を、有意とみなした。
(実施例1)
D−Cy5コンジュゲートの特徴付け。エチレンジアミン−コアポリ−(アミドアミン)[PAMAM]のヒドロキシル終端した世代4(G4−OH)を、本発明者らが以前に報告した通りに(Molecular Pharmaceutics. 2013年;10巻:4560〜71頁;Biomaterials. 2012年;33巻:979〜88頁)、近IR蛍光色素Cy5を用いて標識した。簡潔に述べると、G4−OHを、FMOC保護/脱保護化学を使用して6−アミノカプロン酸によって部分的に官能化して、それらの表面上に約5〜6個のNH基を有する二官能性デンドリマーを得た。反応性アミン基を有する得られた二官能性デンドリマーを、N−ヒドロキシスクシンイミドモノエステルCy5色素と反応させて、D−Cy5コンジュゲートを得た。得られたコンジュゲートを、透析およびGPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)を使用して精製し、H NMRを使用して特徴付けた(図11〜13)。
二官能性デンドリマーのHPLCクロマトグラムは、G4−OHデンドリマーの溶出時間(溶出時間14.42分)とは異なる、カラムからの14.84分の溶出時間を示した(図16A〜16B)。これは、新たな化合物の形成を示し、溶出時間における軽微なシフトのみが存在することを示し、これは、G4−OHデンドリマーの構造的特性が顕著には変化していないことを示している。これは、G4−OHデンドリマーの適切なサイズおよびゼータ電位(それぞれ、4.36±0.18nmおよび+4.59±0.11mV)が観察されたDLS結果とも一致する。また、二官能性デンドリマーのサイズおよびゼータ電位値は、それぞれ4.87±0.20nmおよび6.63±0.24mVであり、これは、デンドリマーのサイズおよび表面特性において有意な変化がないことを示す。Cy5ピーク(20.39分)とは異なる、647nm(Cy5についてのUV λmax)および645nm(Cy5の蛍光発光)における、16.69分の同時の新たなピークの出現は、デンドリマーへの色素の首尾よいコンジュゲーションを確認する。
(実施例2)
虚血−再灌流:ミクログリア/マクロファージ集団、形態学および網膜の構造的変化における差異。正常な網膜中のIba−1常在性ミクログリア/マクロファージは、数がより少なく、特徴的樹状突起を有する分枝型形態学を有した。ミクログリア細胞の不均一集団は、脈絡膜および内顆粒層(INL)において大部分が見出され、そのうち非常に僅かが、外網状層(OPL)において観察された(図2A〜D;2I〜L)。これらの網膜は、硝子体内注射後に正常な積層を有した(図2)。I/R傷害は、構造的に損傷した網膜、ならびに樹状から円形または紡錘状の形態学への変化に基づいた、網膜および脈絡膜におけるミクログリアの顕著な活性化をもたらした。IRの6日後に、網膜ミクログリア/マクロファージは活性化され、数が増加し、全ての網膜層に分布した:内網状層(IPL)、INL、外顆粒層(ONL)および網膜下空間(図3A〜D)。興味深いことに、本発明者らは、脈絡膜ミクログリア/マクロファージの数の減少を見出した。IR傷害は、網膜内層の崩壊ならびに脈絡膜およびRPE層からの網膜剥離を引き起こし、網膜におけるヒダを生じた。本発明者らは、正常な網膜と比較した場合に、IR傷害された網膜において、特に顆粒層(nuclear layer)の網膜厚さ値の菲薄化もまた観察し、これは、神経細胞および神経節細胞の死を示唆する(図3)。
(実施例3)
硝子体内および静脈内投与の際のD−Cy5の網膜生体内分布:硝子体内投与。D−Cy5の硝子体内投与は、正常網膜とI/R網膜との間で示差的な生体内分布を示した。D−Cy5の硝子体内注射の24時間後の正常網膜では、網膜および脈絡膜においてごく最小の蛍光が存在した(図2A〜D)。24時間後にはD−Cy5からの蛍光シグナルは存在せず、これは、デンドリマーが網膜から完全に除去されたことを示唆している。対照的に、遊離Cy5は、注射の24時間後に網膜内層中に残存した(図2D〜F)。これは、D−Cy5がインタクトな網膜から迅速に除去されることを示唆している。I/R傷害された網膜では、本発明者らは、注射の24時間後に、網膜切片においてD−Cy5からの有意な蛍光シグナルを観察した(図3A〜H)。デンドリマー(D−Cy5)は、網膜下空間、ONL、INL中、および網膜の内境界膜(ILM)近傍の、Iba−1+ミクログリア/マクロファージにおいて観察された。本発明者らは、硝子体中の、ならびに網膜内層および脈絡膜中の他の細胞中に局在した、デンドリマーもまた観察している。硝子体内注射の72時間後に、D−Cy5は、I/R眼中の他の細胞および硝子体から除去された(図4A〜H)。D−Cy5は、Iba−1標識された細胞内で見出され、ILMの近傍、網膜内層中および網膜下空間中のミクログリア/マクロファージ中に保持された(図4A〜H 矢印)。興味深いことに、注射の21日後には、D−Cy5は、光受容体層中、IPL中およびILM近傍のミクログリア細胞中に特異的に保持された(図5)。しかし、遊離Cy5注射した動物のI/R眼および正常眼の両方の場合、Cy−5は、網膜内層中で見られ得、ILM近傍の血管中に濃縮されているようであるが(図2I〜L 矢印)、注射の72時間後までに完全に除去された(データ示さず)。
(実施例4)
静脈内投与。D−Cy5、遊離Cy5またはPBSを、1つの眼において、I/R傷害の6日後に、大腿静脈を介して静脈内注射した。注射後のそれぞれの時点(24時間、72時間および21日)において、これらの眼を、IHCを使用して、I/R傷害された網膜と正常網膜との間での、デンドリマーの網膜生体内分布における差異の定性的評価のために摘出した。硝子体内D−Cy5投与の24時間後のI/R眼では、D−Cy5は、循環から網膜中に進入し、網膜の至る所および網膜下空間中のミクログリア/マクロファージ内に見出された。しかし、遊離Cy5色素投与の24時間後の正常眼およびI/R眼の両方において、Cy−5は、網膜血管および脈絡毛細管板中に存在するようであった(図6I〜L 矢印)。遊離Cy5は、後の時点において除去された。D−Cy5は脈絡膜マクロファージ中に存在したので(図17)、デンドリマーは、正常な脈絡毛細管板を逃れ得るようである。興味深いことに、本発明者らは、非I/R網膜においてD−Cy5からのいかなる蛍光シグナルも見出さず、これは、インタクトな血液網膜関門がデンドリマーの進入を防止したことを示している。静脈内D−Cy5注射の72時間後、D−Cy5は、I/R中のミクログリア/マクロファージ中に選択的に局在および保持され、網膜下空間中に保持された(図7A〜H 矢印)。活性化されたミクログリア細胞は、全ての網膜層中に散在および分布していたが、デンドリマーは、脈絡膜中のミクログリア細胞中に、および網膜下空間中にのみ保持されて見出された(図7E〜H)。注射の21日後に、D−Cy5は、網膜および脈絡膜のミクログリア細胞中に少数が散在して保持された。21日目に、24時間および72時間の時点の網膜と比較して、D−Cy5を有するIba−1+ミクログリア細胞は比較的少なかった。D−Cy5を有するミクログリア細胞は、それらの分枝型形態学に戻っているように思われたが、なおもD−Cy5を保持した(図8E〜H)。
(実施例5)
D−Cy5の眼生体内分布:硝子体内 対 IV。D−Cy5のIV用量は、硝子体内用量よりも30倍高かった。興味深いことに、網膜における定性的取込みおよび保持パターンは、両方の様式の投与の後に類似した(図10)。これは、健康な対照眼における比較的低い取り込みとその後の迅速なクリアランス、ならびに片割れのI/R眼におけるはるかに高い取り込みおよび次のI/R眼における持続性の保持を実証している。実際、2つの投与様式間で、定量的取込み/保持パターンにおける有意差は存在しなかった。IV D−Cy5後に正常な眼においていくらかの脈絡膜存在があるが、これは、72時間以内にほとんどが除去されるようである(図7I〜L)。IV投与後のI/R眼では、24時間後に観察されたD−Cy5取込みの約40%が、最大21日間保持される。硝子体内投与については、24時間からのD−Cy5レベルの約16%が、最大21日間保持される。
(実施例6)
Iba−1+細胞およびD−Cy5の定量化。Imarisソフトウェアを使用して、鋸状縁から鋸状縁までの8mm凍結切片中のIba−1+細胞の数を計数した。各群からの4つの切片を計数した。非I/R眼よりもI/R眼において、有意により多くのIba−1+細胞が存在した(図9A)。このソフトウェアは、単一の標識だけでなく、2つの標識が共局在した細胞も計数する。図9Bは、繊細な突起ではなく細胞の細胞体のみが計数されるパラメーターを設定した後に、両方の標識を有する(矢頭)、ソフトウェアによって選択された細胞を実証している。非I/R網膜中には二重標識された細胞は存在しなかったので、本発明者らは、Iba−1+細胞の有意な数が、両方の様式のD−Cy5送達によって、全ての時点においてD−Cy5を有したことを決定した(図9C〜D)。
(実施例7)
重要臓器におけるD−Cy5の定量的生体内分布。重要臓器(肝臓、腎臓、脾臓、心臓、肺および血清)における定量的生体内分布、およびI/R傷害を有する動物中に静脈内注射されたD−Cy5の動態を、FLS(蛍光分光法)法を使用して評価した。分析のために、組織の重量を、ホモジナイズする前に測定し、D−Cy5を、Lesniakら(Molecular pharmaceutics 10巻(12号)、4560〜4571頁)によって以前に記載されたように、メタノールを使用して抽出した。D−Cyコンジュゲートは、37℃のヒト血漿およびin vivoにおいてインタクトで安定であり、また、適用されたメタノール抽出プロトコールは、96%の最良の回収を生じた。メタノール抽出物を、蛍光分光光度計を使用して、発光値についての蛍光測定に供した。各臓器中に蓄積したD−Cy5の量を、発光値(PBSを注射したそれぞれの臓器の発光値からバックグラウンドを差し引いた)を較正グラフ中に取り込むことによって計算し、次いで、これらの値を、全臓器湿重量を使用して、注射した用量(ID)/臓器の%へと逆算した。
静脈内注射のとき、D−Cy5の百分率は、尿を介して循環から即座に除去された。本発明者らは、D−Cy5または遊離Cy5を注射した動物が、約5〜7分以内に深い青色の尿を排尿したことを観察した。注射の24時間後、D−Cy5の大部分は、血漿から除去されたが、重要臓器では様々な量で保持された(図15)。24時間の時点で、FLS分析によれば、注射した用量の約0.18%が、なおも血液中に存在した。BALB/Cマウスについての総血液体積は、組織1g当たり10.35±0.16mlである。
腎臓切片の共焦点顕微鏡法分析(図18)により、24時間の時点において腎皮質の近位尿細管における高いD−Cy5シグナルが明らかになり(図18A)、このシグナルは72時間の時点までに減少し(図18B)、これは、生体内分布データと良好に一致している。24時間の時点での腎臓抽出物のHPLCは、遊離Cy5からの小さいピークを示したが、このピークの主要な部分は、D−Cy5であった(図18D)。HPLC較正に基づいて、本発明者らは、コンジュゲートされたCy5の12%が、この時間までに放出されたと推定したが、これは、これらのコンジュゲートが、in−vivoでほぼインタクトであることを示唆している。D−Cy5を注射した動物由来の腎臓切片のヘマトキシリンおよびエオシン染色は、好中球または単球の浸潤も、構造的損傷も、毒性のいかなる徴候も示さなかった(図18G〜I)。
注射されたD−Cy5コンジュゲートは除去されたが、一部は腎臓中に蓄積された(図18)。これは、上記のような蛍光測定、および放射標識に基づく以前の結果と良好に一致している(Drug Deliv Transl Res. 2013年6月1日;3巻(3号):260〜271頁)。D−Cy5の生体内分布および蓄積は、以下のとおりである:腎臓(29.98±2.5%)、肝臓(11.19±2.2)および脾臓(3.33±1.26)(図15)。心臓および肺は、D−Cy5の最小の蓄積を有した(それぞれ、0.0049%および0.01%)。他方、遊離Cy5は、血液から迅速に除去されることが見出され、24時間で、腎臓における注射された用量の0.82±2.93%の、有意により低い蓄積を有した。さらに、本発明者らは、他の臓器においていかなる蛍光シグナルも検出できず、これは、遊離Cy5が迅速なクリアランスを有することを示している。注射の72時間後に、D−Cy5は、心臓、肺および脾臓から除去されたが、腎臓においては優勢かつ持続的に見出され(5.53±1.5%)、肝臓においては非常に僅かな程度まで見出された(0.73±0.026%)。遊離Cy5は、臓器のいずれにおいても検出不能であり、これは、遊離Cy5が身体から除去されたか、またはその量が検出限界(LOD)を下回ったかのいずれかであることを示している。注射の21日後、デンドリマーは、試験した全ての臓器から完全に除去された。
腎臓中にD−Cy5の優勢な蓄積が存在したので、定性的顕微鏡分析を、共焦点顕微鏡法を使用して実施した。24時間の時点で、D−Cy5チャネルのシグナル強度は、腎皮質の近位尿細管において高かったが(図17)、このシグナル強度は、72時間の腎臓では減少され、これは、生体内分布データと良好に一致している。腎臓抽出物もまた、HPLCを使用して分析して、蛍光発光がD−Cy5または遊離Cy5種由来であることを確認した。24時間の時点での腎臓抽出物のHPLCクロマトグラムは、遊離Cy5からの小さいピークを示したが、このピークの主要な部分は、D−Cy5であった。遊離Cy5の較正グラフに基づいて、コンジュゲートされたCy5の12%が放出されたが、これは、これらのコンジュゲートが、in−vivoで最大72時間まで幾分インタクトであることを示唆している。これらの腎臓切片に対するヘマトキシリンおよびエオシン分析(データ示さず)は、好中球または単球の浸潤も、構造的損傷も、毒性のいかなる徴候も示さず、これは、注射されたD−Cy5用量が、臓器に対するいかなる毒性効果も与えなかったことを示唆している。
(実施例8)
後眼杯におけるデンドリマー取込み。デンドリマー取込みを、D−Cy5の組織単離および蛍光定量化を使用して、全身性(図19、パネルA)および硝子体内(図19、パネルB、30分の1の用量)の際の、傷害された眼および傷害されていない眼において評価した。興味深いことに、本発明者らの研究は、全身投与の最大21日後でさえ、傷害されたI/R眼におけるデンドリマーの有意により高い取り込みおよび保持を示している。驚くべきことに、24時間と21日との間に、傷害された眼におけるデンドリマーレベルには、50%の低下だけが存在するようである。対照的に、デンドリマーは、72時間以内に健康な眼から大部分が除去されるようである。デンドリマーが炎症細胞中に選択的に存在するという事実は、デンドリマーを用いた全身治療が、実行可能であり、何週間にもわたって持続可能であることを示唆している。対照的に、静脈内および硝子体内のいずれかで投与された小型の薬物は、短い期間で、眼から容易に除去される。
(実施例9)
CNVモデルに対するN−アセチル−システイン(NAC)の効果。D−NAC(デンドリマー−NAC;NAC規準で10mg/kg)および6mgのD−Cy5の組み合わせを、脂質注射の3日後に、陰茎静脈を介して静脈内注射し、動物を、注射の7日後に屠殺した。D−Cy5およびPBSを注射した動物は、対照として機能した。それらの眼を、屠殺後即座に摘出し、固定し、網膜および脈絡膜をミクログリア/マクロファージ特異的抗体Iba−1で染色し、血管をGSAレクチンで染色し、核をDAPIで染色し、次いで、最初にZeiss Meta710共焦点顕微鏡を用いて、別々のフラットマウントとして見た。フラットマウント分析後、組織を別々に凍結保存し、OCT/20%スクロース中で凍結させた。D−NAC処置群および対照群の脈絡膜の共焦点画像を、Image−Jソフトウェアを使用して、CNV面積測定値について分析した。
画像分析により、脂質注射が、CNVエリア(イソ−レクチン血管標識、青色)におけるミクログリア/マクロファージ(Iba−1緑色)の活性化、遊走および蓄積を生じる、脈絡膜における強い炎症応答を引き起こしたことが確認された(図21)。これらの結果は、全身投与されたデンドリマーが、CNVエリア中のIba−1陽性細胞中に特異的に局在したことを示唆している(Cy5−赤色)。D−NAC+D−Cy5群は、D−Cy5注射群と比較した場合、CNV面積を低減させることにおいて治療効力を示した。D−NAC(20mg/kg)を、脂質投与の3日後、3日目および6日目に全身投与し、動物を10日目に屠殺した。D−NAC処置動物は、CNVにおける有意な予期しなかった低減を示した(約80%)(図22)。
デンドリマーは、炎症を引き起こす細胞にNACを特異的に送達でき、それによってそれらを減弱し、これが次にVEGF産生を減少させ、そうして血管新生を制御する。網膜フラットマウント画像は、D−Cy5が、炎症エリアにおいて網膜ミクログリアによって取り込まれることを示している(図23)。ミクログリア細胞が、脂質によって引き起こされる炎症に起因して活性化され(ドライAMDと類似)、脂質およびミクログリアが新たな血管の成長を誘導する(ウェットAMDと類似)ことも明らかである。本発明者らは、網膜中の炎症エリアに向かうミクログリア細胞の遊走もまた観察している(図24)。
(実施例10)
全身投与されたD−NACコンジュゲートは、早期に投与した場合、CNVを抑制する。D−NACを、NAC基準で20mg/kgで、3日目(脂質投与の2日後)ならびに5日目および7日目に投与した。D−NACは、等価な用量の遊離NAC、および未処置の対照と比較して、10日目に評価したとき、CNVの有意な抑制を引き起こした(PBSと比較して約78%の抑制、n=12の眼、p<0.001)。図25に示されるように、CNVに対する全身性遊離NAC、D−NAC(NAC基準で20mg/kg)またはPBSの効果を、確立された脈絡膜フラットマウントプロトコールを使用して、盲検様式で評価した。D−NAC処置した動物は、PBSと比較した場合、CNV面積における有意な減少を示した。遊離NACは、有意ではないいくらかの減少を示した。CNV面積を、Image−Jソフトウェアにおいて形態計測分析を使用して評価した(黄色の描写)。図25のパネルAは、小疱エリアにおけるより大きいCNVおよびマクロファージの増加した集団(緑色)を有するPBS脈絡膜を示し、図25のパネルBは、CNVおよびマクロファージ蓄積が低減された、D−NACの効力を示す。脈管構造を、GSAレクチンで染色し(青色)、マクロファージをIBA−1で染色する(緑色)。値は、n=12およびP<0.001でマン・ホイットニーのt検定を使用して分析した。
(実施例11)
全身性D−NACは、CNVエリアへのマクロファージ遊走を低減させ、脈絡膜炎症を減弱する。20mg/kg NACでの全身性D−NAC治療の際の、CNV領域におけるマクロファージ枯渇の程度を、IBA−1染色を使用して、10日目に評価した。総マクロファージ蓄積における有意な低減(約63%)が、D−NAC治療の際に見られた。Ambatiおよび共同研究者による以前の研究は、マクロファージ枯渇がCNV低減と相関することを示している。興味深いことに、Imaris71を使用する形態学的分析により、活性化されたマクロファージにおける80%の低減が存在したこと、およびこれらの活性化されたマクロファージの約90%が(PBS処置動物およびD−NAC処置動物の両方において)D−Cy5を含有したことが示唆され、これは選択性を示している(図26)。
(実施例12)
D−NAC脈絡膜炎症の効果を、炎症促進性(IL−1β、IL−6、MCP−1−単球化学誘引物質およびTNFα)サイトカインレベルおよび抗炎症性(IL−10)サイトカインレベルを測定することによって、盲検様式で評価した。10、23、72。全ての炎症促進性サイトカインにおいて、健康な対照において見られるレベルに戻った有意な低減が存在したが、遊離NACは有効ではなかった(図27AおよびB)。興味深いことに、D−NACは、抗炎症性サイトカインIL−10を増強するようであった(図27C)。これは、炎症促進性応答の選択的減弱が、D−NACによって達成できることを示唆している。
(実施例13)
全身性デンドリマーは、網膜mi/maを標的化し、D−NACは、網膜炎症を減弱する。CNVエリアにおいて見られる生体内分布パターンと類似して、D−Cy5は、小疱エリア中の活性化されたmi/ma中に選択的に局在したが(図28B)、同じ網膜の罹患していないエリア中には局在しなかった(図28A)。D−NAC処置網膜では、小疱エリア中のmi/maの数における低減が存在し、これらは、より少ないD−Cy5取込みを有し、より分枝型であった。
網膜炎症に対するD−NACの効果を、炎症促進性(IL−1β、IL−6、MCP−1およびTNFα)サイトカインレベルおよび抗炎症性(IL−10)サイトカインレベルを測定することによって、盲検様式で評価した。全ての炎症促進性サイトカインにおいて、健康な対照において見られるレベルに戻った有意な低減が存在したが、遊離NACは有効ではなかった(図30AおよびB)。興味深いことに、D−NACは、抗炎症性サイトカインIL−10を増強するようであった(図30C)。これは、炎症促進性応答の選択的減弱が、D−NACによって達成できることを示唆している。
(実施例14)
D−NACおよびD−TAを用いた全身組み合わせ治療は、CNV退縮を生じる。D−NAC(NAC規準で20mg/kg)およびD−TA(TA基準で10mg/kg)の組み合わせを、後の段階(11日目、13日目および15日目)で全身投与して、有意なCNVが既に生じている場合の効力を評価した:(1)21日目に、PBS対照と比較して、デンドリマー処置動物においてCNVにおける72%の低減が存在したが、これは、後期の処置が有効であることを示唆している;(2)10日目のCNV面積の程度と比較して、21日目に、デンドリマー処置動物において約45%の低減が存在したが、これは、CNV退縮の強い示唆を示している(図31〜33)。これらのパイロット結果(n=3)は、有意なCNV抑制が、デンドリマーと共に送達された全身治療を用いて可能であり得ることを示唆している。全身組み合わせ治療は、IOPにおける何らかの増加も、組織学から評価された何らかの全身毒性ももたらさなかった。さらに、図34に示されるように、本発明の組成物の硝子体内投与および全身投与の両方が、傷害された網膜において類似の網膜生体内分布および効果を有するが、これは、全身投与が、硝子体内注射に対する実行可能な代替法であることを意味している。
本明細書で引用される刊行物、特許出願および特許を含む全ての引用文献は、あたかも各参考文献が個々にかつ具体的に参照によって組み込まれると示され、本明細書中にその全体が示されるのと同程度まで、参照によって本明細書に組み込まれる。
(特に以下の特許請求の範囲に関して)本発明を説明する文脈における用語「1つの(a)」および「1つの(an)」および「この(the)」ならびに類似の指示対象の使用は、本明細書に他のように示されない限り、または文脈と明らかに矛盾しない限り、単数形および複数形の両方を網羅すると解釈すべきである。用語「含む(comprising)」、「有する」、「含む(including)」および「含有する(containing)」は、特記しない限り、オープンエンドの用語(即ち、「〜を含むがこれらに限定されない」)と解釈すべきである。本明細書での値の範囲の列挙は、本明細書に他のように示されない限り、その範囲内に入る各別々の値を個々に参照する省略方法として機能することが意図されるにすぎず、各別々の値は、それが本明細書で個々に列挙されるかのように、本明細書中に取り込まれる。本明細書に記載される全ての方法は、本明細書に他のように示されない限り、または文脈と明らかに他のように矛盾しない限り、任意の適切な順序で実施され得る。本明細書に提供される任意および全ての例または例示的語句(例えば、「例えば(such as)」)の使用は、本発明をより良く説明することを意図しているにすぎず、他のように特許請求されない限り、本発明の範囲に対する限定にはならない。本明細書中の語句は、任意の特許請求されていない要素を本発明の実施のために必須であるとして示していると解釈すべきではない。
発明を実施するための本発明者らに公知の最良の形態を含む、本発明の好ましい実施形態が、本明細書に記載される。好ましい実施形態のバリエーションは、上述の説明を読めば、当業者に明らかになり得る。本発明者らは、当業者がかかるバリエーションを必要に応じて使用することを予期しており、本発明者らは、本発明が、本明細書に具体的に記載されるものとは異なって実施されることを意図している。したがって、本発明は、適用法によって許容されるような、本明細書に添付される特許請求の範囲に列挙される主題の全ての改変および等価物を含む。さらに、その全ての可能なバリエーションでの上記要素の任意の組み合わせは、本明細書に他のように示されない限り、または文脈と明らかに他のように矛盾しない限り、本発明によって包含される。

Claims (14)

  1. デンドリマーナノ粒子を含む組成物であって、前記デンドリマーナノ粒子は、被験体の眼における炎症性疾患を抑制または阻害するのに有効な量の同じまたは異なり得る少なくとも1種または複数の生物学的に活性な薬剤に共有結合した、大部分がヒドロキシル終端したポリ(アミドアミン)(PAMAM)デンドリマーを含前記組成物は前記被験体に全身投与されることを特徴とする、組成物。
  2. 前記組成物が前記被験体に静脈内投与されることを特徴とする、請求項1に記載の組成物。
  3. 前記少なくとも1種または複数の生物学的に活性な薬剤が、酵素、受容体アンタゴニストまたはアゴニスト、ホルモン、増殖因子、抗体、オリゴヌクレオチド、siRNA、マイクロRNA、ビタミンA、ビタミンC、ビタミンE、ベータ−カロテン、検出可能な部分および小分子からなる群より選択される、請求項1または2に記載の組成物。
  4. 前記小分子が、抗炎症剤、例えば、トリアムシノロンアセトニド(TA)、メチルプレドニゾン、デキサメタゾンを含むステロイド、COX−2阻害剤を含む非ステロイド性抗炎症剤、コルチコステロイド抗炎症剤、金化合物抗炎症剤、免疫抑制性抗炎症剤、サリチレート抗炎症剤、例えば、N−アセチルシステイン(NAC)、ミノサイクリン、アフリベルセプト、およびラパマイシン、ならびにラニビズマブ、ベバシズマブを含む抗VEGF剤からなる群より選択される、請求項に記載の組成物。
  5. 前記眼の炎症性疾患が、加齢黄斑変性(AMD)、網膜色素変性、視神経炎、感染症、ぶどう膜炎、サルコイド、鎌状赤血球症、網膜剥離、側頭動脈炎、網膜虚血、動脈硬化性網膜症、高血圧性網膜症、網膜動脈遮断、網膜静脈遮断、低血圧、糖尿病性網膜症、黄斑浮腫および脈絡膜血管新生からなる群より選択される、請求項1または2に記載の組成物。
  6. 前記デンドリマーナノ粒子が、リポソーム、マイクロカプセル、ナノ粒子およびナノカプセルのうち1種または複数を含む製剤中に含まれる、請求項1または2に記載の組成物。
  7. 前記PAMAMデンドリマーが、G3、G4、G5、G6、G7、G8、G9またはG10 PAMAMデンドリマーである、請求項1または2に記載の組成物。
  8. 前記被験体の眼における炎症性疾患および/または血管形成疾患を処置するための、請求項1からのいずれかに記載の組成物であって、前記被験体の眼における炎症性疾患を抑制または阻害するのに有効な量で、前記被験体に全身投与されることを特徴とする、組成物。
  9. 前記眼の炎症性疾患が、加齢黄斑変性(AMD)、網膜色素変性、視神経炎、感染症、ぶどう膜炎、サルコイド、鎌状赤血球症、網膜剥離、側頭動脈炎、網膜虚血、動脈硬化性網膜症、高血圧性網膜症、網膜動脈遮断、網膜静脈遮断、低血圧、糖尿病性網膜症、黄斑浮腫および脈絡膜血管新生からなる群より選択される、請求項に記載の組成物。
  10. 前記組成物が、1日1回、1週間に1回、2週間に1回、1カ月に1回および2カ月に1回からなる群より選択される時間周期で前記被験体に投与されることを特徴とする、請求項に記載の組成物。
  11. 少なくとも1種または複数のさらなる生物学的に活性な薬剤と併せて投与されることを特徴とする、請求項1〜のいずれかに記載の組成物。
  12. 前記少なくとも1種または複数のさらなる生物学的に活性な薬剤が、酵素、受容体アンタゴニストまたはアゴニスト、ホルモン、増殖因子、抗体、オリゴヌクレオチド、siRNA、マイクロRNA、ビタミンA、ビタミンC、ビタミンE、ベータ−カロテン、検出可能な部分および小分子からなる群より選択される、請求項11に記載の組成物。
  13. 前記小分子が、抗炎症剤、例えば、メチルプレドニゾン、デキサメタゾンを含むステロイド、COX−2阻害剤を含む非ステロイド性抗炎症剤、コルチコステロイド抗炎症剤、金化合物抗炎症剤、免疫抑制性抗炎症剤、サリチレート抗炎症剤、例えば、NAC、TA、ミノサイクリン、アフリベルセプト、およびラパマイシン、ならびにラニビズマブ、ベバシズマブを含む抗VEGF剤からなる群より選択される、請求項12に記載の組成物。
  14. 前記抗体が、ダクリズマブ、バシリキシマブ、ラニビズマブおよびペガプタニブナトリウムからなる群より選択される、請求項12に記載の組成物。
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