JP6744862B2 - 眼疾患を治療するためのシリビニンおよび他の有効成分を送達するためのナノ構造製剤 - Google Patents

眼疾患を治療するためのシリビニンおよび他の有効成分を送達するためのナノ構造製剤 Download PDF

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Description

本発明は、眼疾患を治療するための製品およびそれを含有する製剤の分野に関する。
制御されていない血管新生は、固形腫瘍、関節リウマチ、乾癬ならびに眼に関するレベルにおいて角膜血管新生、加齢黄斑変性(ARMDまたはAMD)、黄斑浮腫、未熟児網膜症(ROP)、脈絡膜血管新生(CNV)、糖尿病性網膜症(DR)および血管新生緑内障などの種々の疾患の病因に関与する。
加齢に関連する多くの他の慢性疾患のようなAMDは多因子起源を有し、その発症は、遺伝子関連因子と生活様式関連因子の好ましくない組み合わせによって引き起こされる。
CNVの治療における抗VEGF(最初はがん療法のために開発された)で行われた研究により、CNVの治療におけるペガプタニブ(Macugen(登録商標)、Pfizer)およびラニビズマブ(Lucentis(登録商標)、Genentech)の使用が導かれた。ベバシズマブ(Avastin(登録商標)、Genentech)もまた、現在、AMDの治療において認可外で使用されている。
また、AMDの治療は、脈絡膜血管新生の治療(抗VEGFの硝子体内注射および光線力学的療法)に制限されるだけではなく、酸化防止剤、抗炎症薬を有する多くの物質の使用および完全に症状の出ている疾患を導くプロセスの異なるレベルで作用でき、疾患の発症を予防でき、進行した形態へのその進行を遅延でき、組織損傷を低減でき、抗VEGF薬の作用を増強できる神経保護作用も含むことが考慮されるべきである。
糖尿病性網膜症(DR)は1型および2型糖尿病の最も重篤で頻繁な細小血管合併症の1つであり、それは、多くの場合、黄斑浮腫および二次的網膜硝子体新血管形成(secondary retinal vitreous neovascularization)の発症に起因して失明につながるため、患者の生活の質に顕著に影響を与える。
現在利用可能なDRに対する療法は、網膜疾患の血管新生プロセスおよび炎症プロセスを対照にすることを目的とし、結果として、一部の症例において、それらは疾患の進行を遅延させる。
緑内障は、視神経組織の進行性消失につながり、その頭部を露出させ、失明を生じる視神経症である。ブドウ膜炎は、虹彩、毛様体および脈絡膜からなる眼の中膜(血管)の一部または全ての炎症である。
後部ブドウ膜炎を治療するための現在利用可能な治療手段は、視覚器官を犠牲にして非常に重要な二次的影響(眼内炎、網膜浮腫など)を及ぼさない、硝子体内注射またはインプラントである(非特許文献1)。
過去20年にわたって、硝子体内注射は、他の投与経路と比べて、典型的に、網膜および硝子体において高濃度での到達を可能にするため、非常に有益であるとみなされている。それにも関わらず、硝子体内経路は、網膜剥離、眼内炎および硝子体内出血などの、患者にとっての深刻なリスクと関連している。さらに、この投与経路は、治療効果を確実にするために薬物の反復注射を必要とし、これは多くの場合、患者にとって十分に耐容されない。
したがって、現在利用可能な治療は有効性/副作用比の現在の不均衡のために十分ではない。
この理由のために、硝子体内に埋め込み可能な非生分解性の制御放出系(Vitrasert(登録商標)、Retisert(登録商標))が開発されているが、それらは硝子体内注射に関連した同じリスクならびにインプラントのための手術の必要性および拒絶の可能性を有する。
リスクと有益性との間の譲歩は、眼周囲の投与経路(球周囲、後方強膜近傍(posterior juxtascleral)、眼球後方の眼球鞘下および結膜下)を使用して得られ、それらは安全であるが、硝子体内より効果が低い。
これらの投与経路は従来の注射可能な製剤の使用を利用し、薬物に対して耐性が低い障壁を形成する強膜線維組織を介する拡散によって有効成分を標的部位(硝子体および網膜)に到達させる。注射された薬物は、いずれの場合でも、前部(房水の流出)または後部(網膜および体循環)経路を介して排出され、不十分な患者のコンプライアンス(疼痛、白内障、網膜剥離、眼内炎および硝子体内出血)と関連した複数回の投与を必要とする。
したがって、現在、眼の後部の疾患の治療は、望ましくない作用と関連した薬物送達系のみである。
近頃、ナノ粒子型の進歩した薬物送達系が薬物送達の最前線であることも知られている。
固体脂質ナノ粒子(SLN)およびナノ構造脂質系(NLC)などの脂質の性質のナノ粒子系は、生体適合性の脂質(純粋なトリグリセリド、グリセリド、ワックスの複合混合物)からなるコロイド系であり、レシチンおよびポロキサマーなどの非毒性界面活性剤により安定化される。それらは100から500nmのサイズである。室温で、粒子は固体状態である。
脂質ナノ粒子が、従来の医薬形態と比べて増加した眼球前方の保持時間に起因して眼においていくつかの薬物の生物学的利用能を増加させ、それにより反復した、および頻繁な滴下注入を回避することは既に示されている(非特許文献2)。
イヌリンは様々な植物および果物から抽出可能な天然の多糖である。それは、時々、その還元末端でグルコース分子と結合するβ−(2−1)グルコ−フラノシド結合を介して結合したD−フルクトース単位の直鎖からなる炭水化物である。多くの有益な特性(毒性の不在、生体適合性、水への溶解性および腸内細菌叢に対するプロバイオティクス効果)を有するという事実に起因して、イヌリンは数え切れないほどの用途に使用されており(非特許文献3、非特許文献4)、それらのうちの多くは生物医学分野である。
最近、ヒドロゲル、ナノ粒子、高分子バイオコンジュゲートおよび高分子ミセルなどの新規の薬物送達系(DDS)を得るために、多数の研究者はイヌリンの化学修飾に焦点を当てている。これは、第一級アミンによる側鎖の化学的修飾であり、ポリエチレングリコール(PEG)などの親水性鎖、セラミドなどの疎水性分子とのコンジュゲーションを得るために使用されている。
カリックスアレーンは低コストでも合成するのが容易な環状ポリフェノールであり、それは、優れた合成の多用途性、異なるレベルでのそれらの官能化しやすい性質ならびに最終的に細胞毒性および免疫原性の低い程度によって特徴付けられる。
近年、カリックス[4]アレーンが、インビトロおよびインビボの両方でのそれらの誘導体によって示される低い細胞毒性(非特許文献5)および免疫原性(非特許文献6)によって支持される生物医学用途のための新規の分子プラットフォームとして熱心に調査されている。
カリックスアレーン骨格の適した官能化は、抗炎症性、抗腫瘍性、抗菌性およびワクチン模倣活性を誘導体に与える(非特許文献7、非特許文献8、特許文献1、特許文献2)。
それらの疎水性空洞内で薬物を複合化する能力のためのシクロデキストリンと同様の水溶性カリックスアレーンが、製薬業界のための賦形剤として提案されているが、水媒体中でナノ構造系を集合させることができる両親媒性のカリックスアレーンは有望な薬物送達系である(非特許文献9、非特許文献10、特許文献3、特許文献4)。それらのいくつかは、酸化還元電位、温度(非特許文献11)、pH(非特許文献12)、酵素活性(非特許文献13)の変化などの外部刺激に応じて薬物を放出するように適切に操作されている。細胞膜に浸透するカリックスアレーン誘導体の能力(非特許文献14、非特許文献15)および標的細胞の表面上に存在する相補的受容体を認識し、それと結合するホーミング基でカリックスアレーン骨格を官能化する能力もまた、カリックスアレーンを標的化薬物送達のための有望な系にする(非特許文献16)。
シリビニンは、シリバム・マリアナム(Silybum marianum)に含まれる約1:1の割合の2つのジアステレオ異性体AおよびBの混合物である。臨床分野におけるその主な用途は、アルコールによって引き起こされた肝疾患、肝硬変、テングダケ中毒(Amanitapoisoning)、ウイルス性肝炎および薬物性肝疾患の治療である。
他方で、シリビニンの生物学的利用能および有効性は、その低い水溶性(430mg/L)に起因してかなり限定されていることが知られている。
シリビニンはヒトにおける悪性神経膠腫の予防および治療のための効果的な薬剤であるようである(非特許文献17)。
さらに、特にAMDでのシリビニンの抗血管形成活性がインビトロで、およびシリマリンベースの調製剤の経口投与後に示されている。
上記を考慮して、眼疾患、特に黄斑変性症および糖尿病性網膜症などの神経変性疾患の治療的処置において医師の役に立ち得る新規医薬製剤の可能性は、そのインサイチュ(in situ)での利用可能性を改良するために官能化されたシリビニンなどの化合物に対する興味を増加させている。
記載される全てのナノ構造系と共に広範に研究されているシリビニンに加えて、天然起源で、低い水溶性、容易な化学的および酵素的分解、低い生物学的利用能によって特徴付けられていない他の有効成分、例えばソラフェニブ、クルクミン、ラタノプロストが、これらのナノ構造製剤のいくつかと共に調べられた。
ソラフェニブ(BAY43−9006、Bayer)
は、抗VEGF作用が広く見られる複数の標的(VEGF、PDGF、EGF;これは実際にマルチキナーゼ阻害と定義される)に対して作用するジアリール尿素であり、腫瘍において証明された抗血管形成作用を提供し(特許文献5、Bayer)、それは肝細胞がんの治療のために欧州において承認された最初の抗腫瘍剤(Nexavar(登録商標)錠剤)である。
網膜疾患の療法におけるソラフェニブの治療指数は、眼のレベルにおいて局所投与を使用することによって増加させることができ、このように全身の副作用の発生を制限しながら、薬理作用を得ることができる。さらに、局所投与により、全身投与によるものと同じ効果を有するのに必要とされる用量と比較して制限された用量の使用が可能となるので、最終製品のコストの減少が可能となる。
クルクミン
は、料理に関する業界ならびに胆道疾患および一部の炎症状態におけるその治療特性のために医薬の両方に使用されるアジアの植物であるウコン(Curcuma Longa)の根茎から抽出された黄色いポリフェノール(ジフェルロイルメタン)である。
ラタノプロスト
はビマトプロストのような有効成分であり、トラボプロストはプロスタグランジン類似体の一部である。プロスタグランジン類似体は、最近、開放角緑内障の治療に使用されている局所使用のための薬物のクラスであり、最初、それらは、それらの長期間の効果についての情報の不足に起因して第一の治療として推奨されていなかった。プロスタグランジンによる長期間の治療に関連する副作用の中で、主要なものとしては、虹彩色素の変化、まつげの肥厚および伸長、黄斑浮腫の発症に関するものがある(非特許文献18)。
米国特許出願公開第2010/0056482号 国際公開第2005123660 A2号 欧州特許第1293248 A1号 米国特許出願公開第2010/0185022 A19号 欧州特許第1140840B1号
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神経変性眼疾患の治療における使用のためのSLNおよびNLC脂質ナノ粒子系に組み込まれ、場合により粘膜付着性であるカリックスアレーンに基づいたシリビニン、または両親媒性イヌリンコポリマーに基づいたミセルおよびナノ粒子系に組み込まれたシリビニンを含有する局所投与用の製剤が記載される。
図1は、遊離シリビニンの溶解曲線と比較した、インキュベーション時間の関数としてpH7.4にてPBS中でSLN−Aによって放出されたシリビニンの百分率を示す。 図2は、インキュベーション時間の関数としてpH7.4にてPBS中でINU−DETAおよびキトサンで被覆されたNLC−B系によって放出されたシリビニンの百分率、ならびに遊離シリビニンの溶解曲線を示す。 図3は、遊離シリビニンの溶解曲線と比較した、インキュベーション時間の関数としてpH7.4にてPBS中でINU−C8およびINU−C8−PEGの高分子ミセルによって放出されたシリビニンの百分率を示す。 図4Aは、異なる濃度でのインキュベーションの4時間後(4A)の16HBE細胞株でのINU−C8およびINU−C8−PEGの空ミセルの細胞適合性プロファイルを示す。 図4Bは、異なる濃度でのインキュベーションの24時間後(4B)の16HBE細胞株でのINU−C8およびINU−C8−PEGの空ミセルの細胞適合性プロファイルを示す。 図5Aは、INUC8PEG−ソラフェニブ系、空担体INUC8PEGおよびトシル酸ソラフェニブで20時間前処理し、その後、Hで損傷させるように曝露したARPE−19細胞に対する効果を示す;培地中へのLDH放出の定量。 図5Bは、3時間Hで損傷させ、INUC8PEG−ソラフェニブ系(C8PEGSor)、空担体INUC8PEG(C8PEG)およびトシル酸ソラフェニブ(Sor)で20時間、後処理したARPE−19に対する効果を示す;培地中へのLDH放出の定量。 図6Aは、INUC8PEG−ソラフェニブ系、空担体INUC8PEGおよびシリビニンで20時間前処理し、次いでHで損傷するように曝露したARPE−19網膜細胞に対する効果を示す;培地中へのLDH放出の定量。 図6Bは、Hで3時間損傷させ、INUC8PEG−シリビニン系(C8PEGSib)、空担体INUC8PEG(C8PEG)およびシリビニン(Sib)で20時間、後処理したARPE−19網膜細胞に対する効果を示す;培地中へのLDH放出の定量。 図7は、Hを使用していない試料(対照C)またはHを使用した試料(H)、およびINUC8PEG(1μMおよび10μM)で処理した試料またはこれで処理していない試料、INUC8PEGSlb(1μMおよび10μM)で処理した試料またはSlb(1μMおよび10μM)で処理した試料で実施した代表的なウェスタンブロッティングを示し、抗PARP−1 1:800一次抗体を使用した(Cell Signaling)。バンド(ヒストグラム)の濃度測定分析はβ−アクチンに対して正規化した。 図8は、インキュベーション時間の関数としてpH7.4にてPBS中でカリックスアレーンナノ粒子によって放出されたシリビニンの百分率を示す。 図9Aは、カリックスアレーン−シリビニン系(CalixSlb)、空担体(calix)およびシリビニン単独で20時間前処理し、その後、50μMのFeSOに曝露したARPE−19網膜細胞に対する効果を示す;培地中へのLDH放出の定量。 FeSo 50μMで5時間処理し、カリックスアレーン−シリビニン系(CalixSlb)、空担体(calix)およびシリビニン(Slb)単独で20時間、後処理したARPE−19網膜細胞に対する効果を示す;培地中へのLDH放出の定量。 図10A/Bは、FeSOを使用していない試料(CTR)またはFeSOを使用した試料(Fe)およびCalix(1μM)で処理した試料またはこれで処理していない試料、CalixSlb(1μM)で処理した試料またはSlb(1μM)で処理した試料で実施した代表的なウェスタンブロッティングを示す。抗VEGF 1:100一次抗体を使用し(Santa Cruz)(10A)、代表的なウェスタンブロッティングを、FeSOを使用していない試料(CTR)またはFeSOを使用した試料(Fe)およびCalix(0.1μMおよび1μM)で処理した試料またはこれで処理していない試料、CalixSlb(0.1μMおよび1μM)で処理した試料またはSlb(0.1μMおよび1μM)で処理した試料で実施した。抗カテプシンD1:200一次抗体を使用した(Santa Cruz)。バンド(ヒストグラム)の濃度測定分析をβ−アクチンに対して正規化した(図10B)。 図11は、有効成分クルクミンに対するカリックスアレーン系の保護効果を示し、これに関して、0.1MのPBSおよび無血清培地中で30分で90%の分解を比較のために示す。 図12は、クルクミン、カリックスアレーン系およびカリックスアレーン−クルクミン系による処理後のSIRC角膜細胞での細胞毒性試験の結果を示す。 図13は、クルクミン、カリックスアレーンおよびカリックスアレーン−クルクミンのJ744マクロファージでの細胞毒性試験MITアッセイの結果を示す。 図14は、LPSで刺激し、クルクミン、カリックスアレーン系およびカリックスアレーン−クルクミン系による処理にさらす前のJ744マクロファージの生存率を示す。 図15は、クルクミン、カリックスアレーン系およびカリックスアレーン−クルクミン系による、クルクミンの存在下でLPSからのストレスに供されたJ744マクロファージにおける構成タンパク質IkBαの分解の減少を示す。 図16は、クルクミン、カリックスアレーン1およびカリックスアレーン−クルクミンの存在下でLPSからのストレスに供されたJ744マクロファージにおけるNFkBの減少を示す。 図17は、LPSからのストレスに供されたJ744マクロファージにおけるiNOおよびCOX2の発現ならびにクルクミン、カリックスアレーン1およびカリックスアレーン−クルクミンによる処理の存在下でのそれらの減少を示す。 図18Aは、ブドウ膜炎のモデルにおける、カリックスアレーン系に組み込まれているか、または組み込まれていないシリビニン、カリックスアレーン系に組み込まれているか、または組み込まれていないクルクミンで処理した動物の房水における組織学的スコアの結果を示す。 図18Bは、ブドウ膜炎のモデルにおける、カリックスアレーン系に組み込まれているか、または組み込まれていないシリビニン、カリックスアレーン系に組み込まれているか、または組み込まれていないクルクミンで処理した動物の房水におけるタンパク質アッセイの結果を示す。 図19Aは、単回投与後の高張性のモデルにおける眼圧の減少の傾向を示す。 図19Bは、カリックスアレーン−ラタノプロスト系およびラタノプロストを含有する市販の製品IOPIZEの長期処置後の高張性のモデルにおける眼圧の減少の傾向を示す。
本発明は、
(1)SLN(固体脂質ナノ粒子)およびNLC(ナノ構造脂質担体)型の脂質ナノ粒子系、
(2)カリックスアレーンベースのナノ構造系、
(3)両親媒性のイヌリンコポリマーに基づいたミセルおよびナノ粒子系
に組み込まれたシリビニンを含有する局所適用のための製剤を用いて上記の欠点を克服し、対象の眼疾患のために使用の根拠を有する他の有効成分の組み込みおよび放出の例は下記に提供される。前記製剤は、黄斑変性症、糖尿病性網膜症、緑内障などの神経変性眼疾患の治療のための治療有効用量で硝子体または網膜まで有効成分を送達できる。本発明はさらに、上記で定義されるシリビニンを組み込んでいるナノ粒子系の調製方法に関する。
特に、本明細書以下に記載される一般的手順はSLCおよびNLC型の系の調製に従った。
脂質相(固体脂質または液体脂質と固体脂質との混合物からなる)は、その融点を約5〜10℃超えて融解される。
シリビニンはエタノールのアリコートにおいて可溶化され、次いで磁性撹拌下で溶融した脂質混合物に加えられる。
次いでシリビニンを含有する高温脂質混合物を、同じ温度で事前に加熱した、水、界面活性剤もしくは界面活性剤の混合物を含有する水溶液中で沈殿させ(沈殿法)、または水、界面活性剤もしくは界面活性剤の混合物を含有する水溶液で乳化させる。後者の場合、得られたプレエマルションは、2から5℃の温度に冷却された水もしくは水性媒体中に分散され(マイクロエマルション法)、または高圧均質化に供される(高圧高温均質化法)。全ての場合、得られたナノエマルションは室温に冷却され、次いで蒸留水に対する完全透析(exhaustive dialysis)(COMW 12000−14000)により精製される。その後、抗凍結剤がナノ粒子分散に加えられ、それは遠心分離(10℃にて10分間4000rpm)に供され得る。最後に、凍結乾燥後、固体脂質ナノ粒子が回収され、後の特徴付けのためにフリーザーに保存され、および/または粘膜付着性ポリマーで被覆される。後者の場合、0.1%水溶液中のINU−EDAおよびINU−DETAポリマーおよびキトサンがナノ粒子懸濁液に加えられ、室温にて磁性撹拌下で30分間インキュベートされる。
上記の脂質相は、例えば、トリステアリン、トリパルミチン、カプリル/カプリン酸トリグリセリド(Mygliol)などのトリグリセリド;プレシロール(Precirol)ATO 5(ジステアリン酸グリセリル)などのジグリセリド;モノステアリン酸グリセリンなどのモノグリセリド;セチルアルコールなどの脂肪族アルコール;脂肪酸(C10−C22);脂肪アルコールとの脂肪酸エステル、例えばパルミチン酸セチル;ペグ化され、およびされていないベヘン酸のモノ−、ジ−およびトリグリセリドの混合物、例えばCompritol HD−5−ATO(PEG−8ベヘネートおよびトリベヘニン)およびCompritol 888ATO(モノ−、ジ−およびトリベヘネートの混合物);ペグ化されたカプリル酸およびカプロン酸のモノ−、ジ−およびトリグリセリド、例えばAccocon CC−6から選択される脂質からなる。プロセスにおいて界面活性剤/共界面活性剤として使用される物質は、例えばEpikuron 200などのレシチンを含む非イオン性界面活性剤;ポリエチレングリコールおよびポリプロピレングリコールブロックコポリマー、例えばPluronic;Tweenなどのペグ化ソルビタン誘導体;ポリエチレングリコールとの脂肪アルコールエーテル、例えばBrij;胆汁塩を含むイオン性界面活性剤、例えばタウロコール酸ナトリウム;塩化セチルピリジニウムおよび臭化ジオクタデシルジメチルアンモニウムを含む第四級アミンから選択され得る。
プロセスにおいて抗凍結剤として使用される物質は、例えば、ラクトースおよびトレハロースなどの糖;ポリビニルピロリドン(PVP)などのポリマーから選択され得る。
プロセスにおいて粘膜付着性を与えるために使用される物質は、例えば、アミン基を有するイヌリンポリマー(INU−EDAおよびINU−DETA)、低分子量ポリマー(キトサン)およびカチオン性界面活性剤(CCPおよびDDAB)から選択される。
さらなる実施形態によれば、本発明は、以下の式(I)または(II)
(式中、Rは−(CH−CHであり、ここでpは0から19の範囲である)
(式中、Rは−(CH−CHであり、ここでpは0から19の範囲であり、nは9から450の範囲である)
のイヌリンベースのコポリマーを含有する眼に関する使用のための製剤およびそのようなコポリマーに関する。
上記に与えられる式(I)および(II)のイヌリンベースのコポリマーは、脂肪族鎖C8によるまたはC8およびPEGの鎖によるイヌリンの官能化によって得られる。両親媒性を有するこれらのコポリマーは、凝集してミセルまたはナノ粒子を形成して、柔軟性のあるおよび異なる量の薬物を組み込み、それを長時間および制御された時間、活性形態で放出することができ、さらに、それらは、高い生体適合性があり、眼科用製剤を容易に作製できることが証明されている。
製剤は、ソラフェニブまたはシリビニンなどの特定の量の有効成分をDMF中のポリマー溶液に加えることによって得られる。次いで得られた溶液は真空下で乾燥され、超音波処理によってpH7.4にてPBS中で分散され、サイクル(10分の3サイクル)を回される。その後、分散物は25℃にて18時間オービタルシェーカーに入れられ、次いで1000Daの公称カットオフ(MWCO)を有する膜を用いて水に対して透析される。
最終的に、得られた分散物は凍結乾燥される。
本発明のさらなる実施形態によれば、それは、両親媒性のカリックスアレーンベースのナノ構造系を含有する眼科用途のための製剤を指す。
このような系において、粘膜付着性を与えることに加えて、複数の正電荷のリガンド単位の存在は細胞表面上に存在する相補的受容体の分子認識によって角膜および網膜上皮の横断を促進できる。
特に、本発明は、一般式(A)
(式中、
R=CH、(CHCH、(CHOHであり、
=CH、(CHCH、(CHOHであり、
ここで、
x=1〜3であり、
n=4、6、8であり、
m=2〜15であり、
R=R=CHである場合、mは2〜9とは異なる)
の新規担体を得るために、コリンを含むアルコキシアミンにより官能化されたカリックス[4]アレーン誘導体からなるカチオン性巨大分子を含む局所眼科用途のための製剤に関し、これはまた、公知の有効成分を送達することに加えて、有効成分の生物活性を増強できるそれら独自の生物活性を提供する。
見られ得るように、式Aは、カリックスアレーンの上部縁に存在する極性基の構造の疎水性尾部の長さにおいて(CH基の数を示す、m=2〜15)、大員環(n=4、6、8)を形成するフェノール単位の数が異なるカリックスアレーン誘導体を表す(RおよびR=CH、(CH)xCH、(CH)xOHであり、ここでx=1〜3であり、ならびにそれらの組み合わせである)。
上記のカリックスアレーン化合物は新規であり、それらはまた、本発明の対象であり、これらの化合物は、眼疾患の処置に使用される、荷電の大きな多用性ならびに低い水溶性、容易な化学分解および酵素分解、低い生物学的利用能、天然起源または非天然起源によって特徴付けられる有効成分の放出を示す。
ターゲティング分子としてのコリンは、コリン担体が存在する場合、角膜上皮、血液網膜関門および網膜上皮の横断を誘導し、促進する(Adv.Drug.Deliv.Rev.2006、58、1136)。
また、この場合、上記のイヌリンベースのコポリマーと同様に、カリックスアレーン系が、シリビニンまたはクルクミン/ラタノプロストなどの他の有効成分を組み込み、放出することができるナノ凝集体を形成する能力を示すことが見出された。
生体適合性および調製の容易さは、PBS(pH7.4)中へのカリックスアレーン誘導体の簡単な溶解、過剰な有効成分の添加(相溶解法)、15分間の超音波処理、25℃での2〜3日間の撹拌、遠心分離およびGHP0.2μmフィルターでの濾過によって得られる製剤を特徴付ける。本発明において得られるナノ粒子系は、0.5未満の多分散指数で50から200nmの範囲の平均直径を有する。薬学的有効量の有効成分は記載されるナノ粒子に組み込まれる。特に、本発明において得られるナノ粒子系は1から15%w/wの範囲の薬物負荷を有する。本発明のさらなる特徴および利点は、非限定的な例とされる、これらのいくつかの実施形態の以下の説明からより明らかになるであろう。
SLN(固体脂質ナノ粒子)およびNLC(ナノ構造脂質担体)型の脂質ナノ粒子系、または粘膜付着性であるか、もしくは粘膜付着性でない、カリックスアレーンベースのナノ構造系、または両親媒性イヌリンコポリマーに基づいたミセルおよびナノ粒子系におけるシリビニンまたはソラフェニブまたはクルクミンまたはラタノプロストから選択される有効成分を含有する本発明に係る製剤は、CNV、AMD、黄斑浮腫、血管新生緑内障、黄斑浮腫、未熟児網膜症(ROP)、糖尿病性網膜症(DR)、ブドウ膜炎、眼内炎、網膜炎、脈絡膜炎、脈絡網膜炎、全身性疾患の網膜合併症などの神経変性眼疾患を治療するための有効成分の局所投与を可能にする。
製剤は、通常、凍結乾燥固体製剤の形態であり、脂質に組み込まれた有効成分に加えて、上記のポリマーまたはカリックスアレーンナノ構造、また、界面活性剤および/または抗凍結剤ならびに眼科製剤に一般に使用される他の賦形剤などの成分を含有し得る。
実施例1
シリビニンを含有するSLN(SLN−A)の調製
Compritol HD−5−ATOで調製し、シリビニンを負荷した本発明のSLN対象物を用いた手順およびこれにより得た実験データを本明細書以下に記載する。
SLN−Aの調製
SLN−Aを高圧高温均質化法により調製した。200ミリグラムのCompritol HD5ATOをその融点(65〜70℃)を約5〜10℃超えて溶融した。薬物(68mg)をエタノール(0.5mL)のアリコートに可溶化し、次いで磁性撹拌下で溶融した脂質混合物に加えた。次いで薬物を含有する高温脂質混合物を、以前に同じ温度で加熱したPluronic F68界面活性剤の水溶液(100mL中に60mg)中で乳化した。得られたプレエマルションを、65〜70℃の温度にて高温水浴に入れたEmulsiflex−C5機器(Avestin)を使用して高圧均質化に供する(4サイクルにて7500±2500psi)。得られたナノエマルションを室温に冷却し、次いで蒸留水に対する透析(COMW 12000−14000)によって精製する。その後、抗凍結剤トレハロース(脂質:抗凍結剤重量比=1:1w/w)をナノ粒子分散物に加え、これを遠心分離(10℃にて10分間4000rpm)に供した。最後に、Modulyo凍結乾燥機を使用した凍結乾燥後、SLNを回復させ、後の特徴付けのために冷凍室に保存した。
SLN−A系のサイズ決定およびゼータ電位測定
調製したSLN−A系の平均直径および多分散指数(PDI)は、Zetasizer Nano ZSP(Malvern Instrument)を使用して光子相関分光法(PCS)によって決定した。各試料を好適には、NaCl水溶液0.9%w/wで分析のために希釈し、0.2μmのフィルターで濾過し、読み取りを入射線に対して173°の角度で行い、3連で分析した。
He−Neレーザーを備えたZetasizer Nano ZSP(Malvern)、電力=4.0mW、波長=633nmを使用したレーザードップラー速度計測および光散乱解析(M3−PALS技法)の原理に従ってゼータ電位を測定した。平均直径、PDIおよびゼータ電位について得られた結果を表1に与える。
SLN−Aの薬物負荷(DL%)の決定
SLN−A試料に負荷したシリビニンの量を決定するために、以前に凍結乾燥に供した10mgの組成物をテトラヒドロフラン(THF)に溶解した。次いで有機溶液をメタノールで処理して脂質を沈殿させ、有効成分を抽出した。次いで得られた懸濁液を0.45μmのフィルターで濾過し、HPLCにより分析した。DL%(脂質+有効成分からなる、凍結乾燥に供した100mgの物質を考慮して、SLNに負荷した有効成分の百分率として表した)に関して得た結果は8.5%w/wであることを見出した。
pH7.4でのSLN−Aからのシリビニンの放出
本発明に記載した系を、0から12時間の範囲のインキュベーション時間で、pH7.4のリン酸緩衝液を使用して37℃にてインビトロでの放出研究に供した。得られた結果は、本発明の系が、12時間以内に最大7.8%w/w以下で薬物をゆっくり放出することを示す。pH7.4および37℃でのインキュベーション後の薬物の放出および溶解プロファイルを図1に示す。
記載した系は安定である。すなわち、それは、pH7.4にて外部媒体に薬物を非常にゆっくり放出し、このことは、この系を含有するナノ粒子によって病理学的部位への有効成分の送達を最適化するために有益であり得る。
実施例2
シリビニンを含有するNLC(NLC−B)の調製
非限定的な例として、Compritol HD−5−ATO、Gelucire44/14およびAcconon CC−6で調製し、シリビニンを負荷した本発明のNLC対象物を用いた手順およびこれにより得た実験データを本明細書以下に記載する。
NLC−Bの調製
NLC−Bを溶媒沈殿−蒸発法により調製した。Compritol HD5ATO(250mg)をその融点(65〜70℃)を約5〜10℃超えて溶融し、薬物(30mg)を溶融した脂質に加えた。Gelucire 44/14(100mg)およびAcconon CC−6(100mg)をエタノール(2.0mL)に可溶化し、次いで磁性撹拌下で溶融した脂質混合物に加えた。次いで薬物および界面活性剤を含有する高温脂質混合物を、以前に同じ温度で加熱した界面活性剤タウロコール酸ナトリウムを含有する高温水溶液(100mL中に100mg)中で沈殿させ、Ultra−Turrax(13.500rpm)を使用して均質化に供した。依然として撹拌下で、高温ナノ粒子懸濁液を、その温度が10℃の値に達するまで氷浴に入れた。次いで得られたナノ粒子を、3日間、蒸留水に対する透析(COMW 12000−14000)によって精製し、次いで抗凍結剤トレハロースを加える(脂質:抗凍結剤重量比=1:2w/w)。最後に、Modulyo凍結乾燥機を使用した凍結乾燥後、NLCを回復させ、後のイヌリン誘導体(INU−DETA)およびキトサンによる被覆のために冷凍室に保存した。INU−DETAによる被覆の場合、9mLの透析したナノ粒子懸濁液(4.3mg/mLの濃度)を、磁性撹拌下で1時間、1mLの0.1%INU−DETAとインキュベートした。低分子量(5000Mw)キトサンによる被覆の場合、トレハロースを追加した9mLの透析し、凍結乾燥したナノ粒子(0.165mg/mLの濃度)を、磁性撹拌下で30分間、1mLの0.1%キトサンとインキュベートした。次いで被覆したナノ粒子を凍結乾燥し、後の特徴付けのために粉末として保存した。
NLC−B系のサイズ決定およびゼータ電位測定
調製したINU−EDAおよびキトサンで被覆したNLC−B系の平均直径および多分散指数(PDI)は、Zetasizer Nano ZSP(Malvern Instrument)を使用して光子相関分光法(PCS)によって決定した。各試料を好適には、NaCl水溶液0.9%w/wで分析のために希釈し、0.2μmのフィルターで濾過し、読み取りを入射線に対して173°の角度で行い、3連で分析した。
He−Neレーザーを備えたZetasizer Nano ZSP(Malvern)、電力=4.0mW、波長=633nmを使用したレーザードップラー速度計測および光散乱解析(M3−PALS技法)の原理に従ってゼータ電位を測定した。平均直径、PDIおよびゼータ電位について得られた結果を表2に与える。
INU−DETAおよびキトサンで被覆したNLC−BのDL%の決定
INU−DETAおよびキトサンで被覆したNLC−B試料に負荷したシリビニンの量を決定するために、以前に凍結乾燥に供した2mgの組成物を8mLのエタノール(EtOH)に高温溶解し、3分間超音波処理した。次いで得られた溶液を5.00μmの再生したセルロースフィルタで濾過し、HPLCにより分析した。
DL%(脂質+有効成分からなる、凍結乾燥に供した100mgの物質を考慮して、NLCに負荷した有効成分の百分率として表した)に関して得た結果は、INU−DETAで被覆したNLC−Bについて6.05%w/wであり、キトサンで被覆したNLC−Bについて3.07%w/wであることを見出した。
pH7.4でのINU−DETAおよびキトサンで被覆したNLC−Bからの有効成分の放出
本発明に記載したINU−DETAおよびキトサンで被覆したNLC−B系を、0から12時間の範囲のインキュベーション時間で、pH7.4のリン酸緩衝液を使用して37℃にてインビトロでの放出研究に供した。得られた結果は、本発明の両方の系が、INU−DETAで被覆したNLC−Bについて12時間以内に最大50%w/w以下、およびキトサンで被覆したNLC−Bについて12時間以内に最大30%w/w以下で薬物をゆっくり放出することを示す。pH7.4および37℃でのインキュベーション後の2つの被覆した系からの薬物シリビニンの放出および溶解プロファイルを図2に示す。
INU−CおよびINU−C−PEG2000に基づいた高分子ミセルの調製
非限定的な例として、INU−CおよびINU−C−PEG2000に基づき、シリビニンまたはソラフェニブを負荷した本発明の高分子ミセル対象物を用いた手順およびこれにより得た実権データを本明細書以下に記載する。
INU−CおよびINU−C−PEG2000コポリマーの臨界凝集濃度(CAC)の決定
INU−CおよびINU−C−PEG2000コポリマーの生成を、文献に既に存在している手順に従って良好な収率で実施した。INU−CおよびINU−C−PEG2000コポリマーのCACは、蛍光プローブとしてピレンを使用して蛍光分光分析によって決定した。20μLのアセトン中のピレンの溶液(6.0×10−5M)をバイアルに入れ、乾燥するまでオービタルシェーカーにおいて37℃で蒸発させた。その後、濃度を増加させ、1×10−5から5mg/mLの範囲の2mLのコポリマーの水溶液を、6.0×10−7Mに等しいピレンの最終濃度を得るようにピレン残留物を含有するバイアルに加えた。このように得た分散物を、プローブをミセルと平衡にするために一定の撹拌下で37℃にて24時間維持した。ピレンの発光スペクトルおよび励起スペクトルは、以下の波長、それぞれ373nmおよび333nmを使用して記録した。結果は表3に示す。
シリビニンまたはソラフェニブを負荷したINU−C8およびINU−C8−PEGの高分子ミセルの調製
シリビニンおよびソラフェニブを負荷した高分子ミセルは乾式複合体形成法(混練)によって調製した。詳細には、200mgのINU−C8またはINU−C8−PEGを、乳鉢および乳棒を使用して薬物(50mg)と乾式混合し、エタノール(5mL)の存在下で粉砕した。その後、エタノールの蒸発後に得られ、薬物を均一に分散させた、ポリマーによって形成された乾燥マトリクスを、ユニマー(unimer)の自己凝集および得られたミセルの疎水性コア内の薬物の組み込みを促進するために、ゆっくりと水和させ、機械的撹拌下に置いた。
得られた分散物を超音波処理に供し、サイクルを回した(10分の3サイクル)。その後、分散物を2000rpmにて5分間遠心分離し、5μmのカットオフを有するシリンジフィルターで濾過して、組み込まれていない薬物を除去した。最後に、得られた分散物を液体窒素中で凍結し、凍結乾燥した。
INU−C8およびINU−C8−PEG2000の高分子ミセルのDL%の決定
シリビニンを負荷したまたはソラフェニブを負荷した3mgのミセルをメタノール(5mL)に分散させ、分散を10分間超音波処理し、次いで4時間激しく撹拌した。この時間の後、0.2μmのカットオフを有するシリンジフィルターを使用して分散物を濾過し、最後にフィルターをメタノール(5mL)で洗浄して10mLの最終体積を得た。抽出手順から得たメタノール中の600μLの溶液でシリビニンを決定するために、HPLC分析のために使用する溶出混合物の組成に適合するように400μLの1%酢酸(v/v)を加えた。その結果として、ミセルから抽出した薬物の量を、溶出相として1%(v/v)(60:40)にてC6−フェニル、メタノール:酢酸カラムを使用してHPLC分析により決定した。流速は0.65mL/分に設定し、溶出液を288nmにてモニターした。
ソラフェニブの測定のために、抽出手順から得た1mLのメタノール中の溶液を、ミセルに組み込まれた薬物の量を測定するためにHPLCによって直接分析した。HPLC分析は、溶出相としてC6−フェニルメタノール:水(v/v)(90:10)カラムを使用して実施した。流速を1mL/分に設定し、溶出液を266nmにてモニターした。
結果を表4に示す。INU−C8およびINU−C8−PEGの高分子ミセルの平均サイズおよびゼータ電位の測定。
ミセルのサイズ分布は、Malvern Zetasizer Nano ZSを使用した動的光散乱測定によって測定した。これらの測定は173°の固定角および25℃の温度にて行った。ミセルの水溶液(2mg/mL)は5μmのカットオフを有するセルロース膜フィルターによる濾過後に分析した。平均流体力学直径および多分散指数(PDI)は相関関数の累積的分析を使用して得た。ゼータ電位(mV)は、電気泳動移動度によって、およびK・a>>1(ここで、Kおよびaはそれぞれデバイ・ヒュッケル(Debye−Huckel)パラメーターおよび粒径である)と仮定してスモルコフスキー(Smoluchowsky)の関係式を使用して算出した。結果を表4に示す。見られ得るように、全てのコポリマーは疎水性薬物であるソラフェニブおよびシリビニンを組み込むことができる。
放出研究
得られた系の、組み込まれた薬物を放出する能力を評価するために、適切な量のINU−C8およびINU−C8−PEG(15mg)の高分子ミセルをPBS、pH7.4(5mL)中に分散させ、1kDaの公称カットオフ(MWCO)を有する浮遊透析膜Spectra/Porに移した。薬物を負荷したミセル分散物および薬物単独を含有する透析膜をpH7.4にてPBS(50mL)中に浸漬し、Benchtop 808Cオービタルシェーカーインキュベーターモデル420において連続撹拌下(100rpm)で37℃にて24時間インキュベートした。定期的な時間間隔にて、外部媒体のアリコート(1mL)を透析膜の外側から採取し、等量の新鮮な媒体と置き換えた。採取した試料を凍結乾燥させ、メタノール:酢酸1%(v/v)に懸濁し、放出した薬物の量を測定するためにHPLCによって分析した。例として、系に組み込んだ有効成分シリビニンの放出グラフを示す。得られた全ての放出データを、同じ手順を使用して得たシリビニン単独(0.25mg)の拡散プロファイルと比較した(図3)。希釈プロセスを考慮してデータを補正した。各実験は3連で行い、結果は、標準誤差±5%に従っていることが見出された。グラフから見られ得るように、シリビニンを負荷したINU−C8およびINU−C8−PEGの高分子ミセルは遊離シリビニンの拡散と比較して非常に遅い放出動力学を示す(シリビニンの5%w/w未満が12時間のインキュベーション後に放出される)。同様の放出プロファイルもまた、有効成分ソラフェニブについて得た。
安定性研究
シリビニンまたはソラフェニブを負荷したINU−C8およびINU−C8−PEGのミセルの安定性を、4℃および25℃にて1、2および3ヶ月間、新たに凍結乾燥した系をインキュベートすることによって評価した。特に、新たに調製し、凍結乾燥した試料は、1、2および3ヶ月間、制御した温度で保存した。インキュベーション期間後、試料を再蒸留水(2mg/mL)中に分散させ、その平均直径、多分散指数およびゼータ電位を評価するために動的光散乱測定によって分析した。別々に、3mgの試料をメタノール(5mL)に分散させ、分散物を最初に10分間超音波処理し、2時間撹拌し、最後に5μmのカットオフを有するシリンジフィルターで濾過し、追加の5mLのメタノールで希釈した。抽出した有効成分の量は、薬物負荷の測定について記載されたのと同じ手順を使用してHPLC分析によって測定した。
得られた結果は、調製したミセルおよび負荷した薬物の両方が長期間の保存の間、良好な物理的安定性を有することを示す。例として、表5は、平均直径、PDIおよびゼータ電位の変化を評価するために動的光散乱測定、ならびに薬物負荷および負荷した薬物の安定性を評価するためにHPLC分析によって得た、シリビニンまたはソラフェニブを負荷したINU−C8ミセルに関連する安定性データを示す。
インビトロでの細胞適合性研究
INU−C8およびINU−C8−PEGの空ミセルの生体適合性を、市販のキット(Cell Titer 96 Aqueous One Solution Cell Proliferationアッセイ、Promega)を使用したMTSアッセイによってヒト気管支上皮(16HBE)細胞株で評価した。細胞を2・10細胞/ウェルの密度で96ウェルプレートに播種し、ダルベッコ改変イーグル培地(DMEM)に懸濁し、10%vol/volのウシ胎仔血清(FBS)、1%vol/volの抗生物質(10mg/mLのストレプトマイシン、10000U−1mLのペニシリン)で濃縮し、標準的な条件下(37℃にて95%RHおよび5%CO)でインキュベートした。インキュベーションの24時間後、培地を除去し、0.025、0.05、0.1、0.25、0.5および1mg/mLに等しい濃度でINU−C8およびINU−C8−PEGの空ミセルを含有する200μLの新鮮な培地と置き換えた。インキュベーションの4および24時間後、DMEM中のミセルの分散物を除去し、細胞をダルベッコリン酸緩衝生理食塩水(DPBS)で1回洗浄し、100μLの新鮮な培地および20μLのMTS溶液で37℃にて2時間インキュベートした。DMEMのみでインキュベートした細胞を陰性対照として使用した。結果は、対照細胞と比較した細胞生存率の減少パーセントとして表した(図4aおよび4b)。全ての実験は3連で行った。
行った研究により、試験した高分子ミセルが、良好な細胞適合性を有し、ヒト気管支上皮細胞株に対してインビトロで細胞傷害性効果を呈示しないことが示される。この結果により、これらの系はインビボ薬物送達についての効果的な系として有用である可能性がある。研究した空系および有効成分負荷の生体適合性をまた、ARPE−19網膜細胞およびSIRC角膜上皮細胞でも確認した。
シリビニンまたはトシル酸ソラフェニブとコンジュゲートしたミセル担体INU−C8およびINU−C−PEGを、20時間の前処理に曝露した網膜細胞に対する保護効果について評価し、次いでHで損傷させて酸化的ストレスを誘導した。空およびコンジュゲートINUC8PEG担体はPEGを有さない担体より高い保護作用を示すが、シリビニンまたはソラフェニブとコンジュゲートした担体INUC8PEGのみが、PEGの存在に起因して、より高い濃度にてLDH放出の減少を引き起こすことができる。例として、図5Aおよび図6はそれぞれ、有効成分ソラフェニブまたはシリビニンとコンジュゲートした系の実験による試験データを示す。
後処置プロトコルにおいて、Hにより3時間損傷させ、続いてシリビニンまたはソラフェニブとコンジュゲートしたINU−C8およびINU−C8−PEG系による処置にさらした網膜細胞は、損傷が誘導された障害を反転する両方の担体の良好な能力を示す。しかしながら、いずれかの有効成分とコンジュゲートしたINUC8PEG系が、Hにより誘導されるストレスを阻害するのに、より効果的である。例として、図5Bおよび図6Bは、有効成分ソラフェニブまたはシリビニンのそれぞれとコンジュゲートした系の実験による試験データを示す。
INUC8PEG系、空またはシリビニンとのコンジュゲートによる後処理にさらした網膜細胞の溶解物は、PARP−1タンパク質、環境ストレスに応答してDNA修復に関与する116kDaのポリ(ADP−リボース)ポリメラーゼの発現についてウェスタンブロッティングによって分析した(Calcium Overload Is A Critical Step In Programmed Necrosis Of Arpe−19 Cells Induced By High−Concentration H Guang−Yu Liら、(2010) Biomedical And Environmental Sciences)。インビボおよびインビトロで、PARP−1は、アポトーシスに関与する24kDaのDNA結合ドメインおよび89kDaの触媒ドメインを形成しているカスパーゼ3およびカスパーゼ7によって処理される(Importanceof Poly (ADP−ribose) Polymerase and Its Cleavage in Apoptosis F.J Oliverら、(1998) J.Biol.Chem)。図7は、Hによる処理後のPARP−1タンパク質の減少を示し、これにより細胞アポトーシス状態を確認する。反対に、コンジュゲートした担体で処理した試料において、PARP−1のより高い発現を、遊離担体およびSlb自体と比較して観察する。酸化的損傷によって誘導されたアポトーシスを阻害する、SlbとコンジュゲートしたINUC8PEGの能力を、Hで処理した試料において用量依存的に確認する。遊離Slbによる後処理はアポトーシスプロセスを減少させるが、コンジュゲートした担体より低い効率である。
実施例4
カリックスアレーンナノ粒子の調製
例として、シリビニン、クルクミンまたはラタノプロストを負荷したカリックス[4]アレーン誘導体(化合物1)による手順およびこれにより得られた実験データが、本明細書以下に記載される。
調製
大員環の下端において4つのドデシル脂肪族鎖および上端においてコリンの4つの極性頭部基を有する両親媒性のカリックス[4]アレーン誘導体(化合物1)を、同様の誘導体に関する文献に記載された手順を適合して良好な収率で合成した。化合物はNMR分光法および質量分析により特徴付けた。
ナノ凝集体におけるカリックスアレーン誘導体の構築は自発的に起こる。PBS(pH7.4)中の簡単な溶解は、表6に示されるサイズ、多分散指数およびゼータ電位を有するナノ凝集体を含有するコロイド溶液を生じる。薬物負荷は、過剰な薬物(モル比1:5)を底体としてコロイド溶液に加えることによって実施した。混合物は15分間超音波に曝露し、25℃、200rpmにて2〜3日間、振盪器で撹拌した。その後、4000rpmにて30分間の遠心分離およびGHP Acrodisc 0.2μmフィルターでの濾過により、シリビニンを負荷したナノ粒子のコロイド溶液を得る。抗凍結剤を添加せず、標準的な凍結乾燥機を使用したこの溶液の凍結乾燥により、白色粉末を得、これを水に再懸濁し、薬物を負荷したナノ粒子のコロイド溶液を回復させる。GHP Acrodisc 0.2μmフィルターでのコロイド溶液の再濾過およびその後のDL%を決定するためのHPLC分析により、凍結乾燥後に系が組み込まれた薬物負荷を保持していることが示される(表6)。
サイズ決定およびゼータ電位測定
シリビニンを負荷したおよび負荷していないカリックスアレーンナノ粒子の平均直径、多分散指数(PDI)およびゼータ電位は、Zetasizer Nano ZS−90(Malvern Instrument)を使用して測定し、読み取りを入射線に対して90°の角度で行い、3連で分析した。平均直径、PDIおよびゼータ電位について得た結果を表6に与える。
カリックスアレーンナノ粒子の薬物負荷(DL%)の決定
1mg/mLのカリックスアレーンナノ粒子を含有するコロイド溶液中で負荷したシリビニンの量を決定するために、溶液のアリコートをメタノールで希釈し、HPLCにより分析した。288nmでのシリビニンの吸収バンドを考慮して薬物の量を測定した。PBS中のシリビニンの327nmバンドを考慮してUV分光計にて薬物の量も測定した。
DL%(負荷した有効成分の重量と、負荷した有効成分の重量+ナノ粒子の重量とのパーセント比として表した)に関して得た結果は10〜11%に等しいことが見出された。
pH7.4でのPBS中のカリックスアレーンNPからのシリビニンの放出
pH7.4でのリン酸緩衝液中のシリビニンの放出を、透析による0から12時間の範囲のインキュベーション時間で37℃にてインビトロで調べた。得られた結果は、系が、12時間以内に最大6.5%w/w以下で薬物をゆっくり放出することを示した(図7)。持続放出は、病理部位における薬物送達の目的のために有益であり得る。
pH7.4でのPBS中でシリビニンを負荷したカリックスアレーンナノ粒子の安定性研究
シリビニンを負荷したカリックスアレーンナノ粒子の安定性は、25℃にてPBS中でコロイド溶液を維持することによって評価した。調製物からの7および14日における対照は、実質的に変化していないサイズ、PDIおよびDL%の値を示す(表10)。製剤の安定性は、重要な薬理(例えば、眼底における病理部位への到達)および工業化要件である。
ARPE−19細胞においてシリビニンとコンジュゲートしたカリックスアレーン−コリン担体の予備調査後、0.01〜1μMの範囲に含まれ、20時間インキュベートした遊離またはSlbとコンジュゲートした担体の濃度は毒性を生じなかったことを決定した。次いで、コンジュゲートした系および空の系の効果を、細胞酸化還元状態の変化がある、酸化的障害として化合物FeSOを使用して試験した。インキュベーションの24時間にわたって、細胞を20時間前処理し、次いで3時間50μMのFeSOによる損傷にさらした[「前処理」20時間の薬物+3時間の損傷]。生存試験を、問題の担体の毒性および損傷からの保護の能力を評価し、培養培地中でLDHの放出を評価するために行った。図8Aは、50μMのFeSOによる損傷に供したまたは供していないARPE細胞におけるSlbとコンジュゲートした担体(CalixSlb)、空担体(Calix)およびシリビニン単独(Slb)の用量曲線を示す。SlbはLDHの放出を減少させるが、CalixSlbおよび空(Calix)は、ARPE−19細胞のLDHの放出を有意に変化させないことに留意されたい。反対に、細胞がFeSO(50μM)に曝露されると、CalixSlbは、LDHの放出を減少させるのに良好な可能性を示し、CalixおよびSlbの個々で処理した試料中に観察されない効果である。これらの結果は、calixおよびSlbが、酸化還元状態の変化に対する保護に対して細胞を一緒に調製できることを示唆する。後の実験において、カリックスアレーンベースの化合物による後処理の効果を試験した。したがって、細胞を50μMのFeSOで5時間処理し、様々な化合物と20時間インキュベートした。図8Bに示されるように、CalixSlbは後処理の条件においてさえ損傷に対して保護し、酸化還元状態の変化から個々に保護できる2つの化合物の相乗作用として効果を確認する。
図9AはVEGFのウェスタンブロット分析を示し、これは、FeSOによる損傷後の可溶性VEGFの発現レベルの減少を示し、この減少は、空Calix、Slbおよび1μMの濃度のCalixSlbでのCalixSlbによって無効にされる。実際に、CalixSlb自体はVEGFのレベルを増加させることができる。これらの結果は、ARPRE細胞の低酸素条件下でのVEGF分泌の阻害および薬物による前処理に関するLinら(Silibinin inhibits VEGF secretion and age−related macular degeneration in a hypoxia−dependent manner through the PI−3 kinase/Akt/mTOR pathway CH Linら、(2013) British Journal of Pharmacology)によって報告された観察と一致する。分泌の欠如は、血管新生プロセスの減少に付随する、(自己分泌シグナル伝達)の自己調節因子として作用できない遊離VEGFの欠如を導く。
カテプシンDは、活性断片を生成するために処理されるプレ−プロ−酵素(pre−pro−enzyme)として小胞体内で合成される細胞内アスパルチルプロテアーゼである。それが存在する細胞環境によれば、それは、異なる機構を介してアポトーシスを誘導または阻害できる。48kDaの断片は活性中間型であり、それから2つのさらなる活性断片が生成され、したがってその減少はタンパク質分解プロセスの活性化と関連し、逆も同様に、その増加はアポトーシスの阻害の指標である。酸化的ストレスの存在下で、カテプシンDの活性化はカスパーゼ8を活性化でき、次にカスパーゼ3を活性化でき、細胞死を導く(Regulatory role of cathepsin D in apoptosis、A. Minarowskaら、(2007) Folia Histochemica et Cytobiologica)(Caspase−8−mediated apoptosis induced by oxidative stress is independent of the intrinsic pathway and dependent on cathepsins H.K. Baumgartnerら、(2007)Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol)。図9Bに示されるように、FeSOへの細胞の曝露の結果、カテプシンDの48kDaバンドの減少が生じる。CalixまたはSlbによる後処理により、カテプシンDの発現レベルが増加するが、タンパク質のより多くの増加が、CalixSlbで処理した試料において観察され、カテプシンDが関与するアポトーシスプロセスの阻害として検出される、保護活性に関するコンジュゲートの増強効果が確認される。
カリックスアレーン担体化合物(1)は、それ自体で、種々の疎水性分子を負荷するのに役立ち、本発明において一例として、シリビニンに加えて、クルクミンおよびラタノプロストをそれに負荷した。上記の有効成分は、低い水溶性、容易な化学および酵素分解、低いバイオアベイラビリティによって特徴付けられる。クルクミンおよびシリビニンは、炎症からがんに及ぶ種々の病態において使用される天然物質であり、ラタノプロストは、世界中で依然として不可逆的失明の主な原因の病態である、緑内障の治療において使用されるプロスタグランジンF2α類似体である。
また、これらの有効成分に関して、ナノ凝集体化合物(1)における有効成分の負荷は、相溶解度法により10%以上の薬物負荷を生じる。有効成分の用量はHPLC分析およびUV分光法によって分析した。
有効成分を負荷したナノ凝集体(化合物1)をDLSおよびゼータ電位測定によって特徴付け、ナノ寸法、多分散指数および表面負荷は薬物送達系に適したままであることが示された(表11)。
カリックスアレーン1は、水性媒体中でクルクミンおよびシリビニンの溶解度を少なくとも10倍増加させる。
カリックスアレーン1は溶媒としてのPBS中でクルクミンを保護し、0.1MのPBSで、および無血清培地中で30分で80〜90%の分解を示す(図10)。
カリックスアレーン1は、室温にて6ヶ月にわたって溶媒としてのPBS中でラタノプロストを分解から保護する(表12)。これは、現在市場にあるものと異なり、コールドチェーンから放出され、防腐剤を含まない、革新的な製剤の生産を可能にするので興味深い結果である。
カリックスアレーン1、有効成分を負荷したカリックスアレーンおよび有効成分単独のコロイド溶液を細胞傷害性について試験した:SIRC角膜細胞(図11)、J774マクロファージ(図12)およびARPE網膜細胞。この結果により、試験した全ての細胞種類に対してカリックスアレーンおよびカリックスアレーン−有効成分の組み合わせの良好な生体適合性が示された。カリックスアレーン1、カリックスアレーン−クルクミンおよびクルクミン単独のコロイド溶液の抗炎症活性を、LPSによる損傷によって炎症ストレスに供したJ774細胞でインビトロにおいて試験した。特に、J774細胞を、10μg/mLの濃度にて24時間、リポ多糖(LPS)で刺激し、LPSによる刺激は、亜硝酸塩の放出およびニトロソ化ストレスもない場合、NFκB核移行およびサイトカイン産生などの炎症プロセスの活性化を誘導する。次いで細胞生存率を、LPS(24時間10μg/mL)による刺激および異なる濃度で研究されている送達系の2時間の前処理後に評価した。LPSによる刺激後の細胞生存率は50%減少し、クルクミン、担体およびクルクミンに関連した担体などの試験した物質による処理は細胞生存率を回復でき、損傷した細胞に対して既に毒性があるように見える、より高い濃度を除いて、それをほぼ対照レベルまで回復する(図13)。次いで送達系の抗炎症活性をウェスタンブロット分析によって評価した。まず、IκBαの分解(図14)およびその結果として生じる核へのNFκB転移(図15)を観察し、このことは、サイトカインをコードする遺伝子などの炎症性遺伝子の産生および活性化を導く。この結果は、LPS(30分間10μg/mL)による刺激が、IκBαの分解およびその後のNFκBの核への転移を有意に増加させることを示す(これらのレベルは図15に見られ得るように有意に増加する)。反対に、送達系による前処理はIκBαの分解およびNFκB転移を有意に減少させ得る(図15)。NFκB活性化はシクロオキシゲナーゼ2(COX−2)などのタンパク質および炎症性メディエーターならびに誘導型一酸化窒素合成酵素(iNOS)の産生を伴い、その結果として亜硝酸塩の産生を増加させる。ウェスタンブロット分析により、LPS(24時間10μg/mL)による刺激が、iNOSおよびCOX−2の両方のレベルを有意に増加させたことが観察された。クルクミン、担体およびクルクミンと結合した担体による前処理は、iNOSおよびCOX−2のレベルを有意におよび用量依存的に減少させる(図16)。
カリックスアレーン誘導体は、担体としてその作用を実施するだけでなく、LPSによる炎症ストレスにさらされたマクロファージに対して抗炎症活性も有する。行った試験は、クルクミンを負荷したカリックスアレーン>>カリックスアレーン>>クルクミン単独の抗炎症活性を示した。
目的の眼の部位に対する有効成分を負荷したカリックスアレーン系の有効性を検証することを目的として、ブドウ膜炎モデルを用いてインビボで実験を行った。ブドウ膜炎は、0.2mLのPBS、pH7.4中に希釈したサルモネラミネソタ(Salmonella Minnesota)由来の200igのLPSエンドトキシンの後足への単回の皮下注射によって160〜180gのLewisラットにおいて誘導した。対照群は後足に0.2mLのPBSのみを受けた。ラットを処置群(カリックスアレーン系、カリックスアレーン−シリビニン、シリビニン単独、カリックスアレーン−クルクミンおよびクルクミン単独)に分け、ブドウ膜炎の誘導前の3日間、局所投与によって前処置し、後の時点で、屠殺をエンドトキシンの注射の16時間後に一部の動物で、72時間後にその他の動物で行った。組織学的および免疫組織化学的分析のために眼を摘出した。房水もまた、タンパク質投与のために得た。LPSを注射した動物由来の眼組織の組織学的分析により、好中球の強力な浸潤と共に重度のブドウ膜炎の兆候が示された。担体のみで処置した動物において、炎症の程度は減少しなかった。シリビニンによる処置は、顕著ではないが、眼炎症を減少させ、一方で、カリックスアレーン+シリビニン系の結合は損傷を減少させたことが示された。
しかしながら、クルクミン、特にカリックスアレーン+クルクミンの組み合わせによる処置は、組織学的損傷を顕著に減少させた。眼炎症は偽の群において観察されなかった。
さらに、16時間および72時間における群の間で顕著な差は観察されなかった。例として、72時間において種々の群に対して記録した組織学的スコアをまとめたグラフを示す(図17A)。LPSの注射の16および72時間後、LPSを注射した動物の房水において増加したレベルのタンパク質を観察した。担体のみによる処置は眼組織においてタンパク質レベルの減少を生じなかった。シリビニンで処置した動物は、顕著ではないが、ある傾向を示し、一方で、カリックスアレーン+シリビニン系の組み合わせは、房水におけるタンパク質のレベルを顕著に減少させた。しかしながら、クルクミンおよびカリックスアレーン+シリビニン系の組み合わせが、眼組織におけるタンパク質の減少に最も効果的であると判明した。16時間および72時間に採取した試料は、実験した全ての群において同様の傾向を示し、例として、種々の処置群に対して72時間において見出されたタンパク質用量のグラフを示す(図17B)。
ラタノプロストを負荷したカリックスアレーン系の有効性を検証するために、強膜上静脈焼灼(EVC)によってBrown Norwayラットにおいて誘導した高眼圧症モデルを用いてインビボでの実験を設定した。
処置は12μL/眼(左眼)を注入することによって1日1回実施し、実行プロトコルは、有効成分を有する担体系の時間経過の間、単回投与の処置を含み、その間に眼内圧(IOP)の測定値を1時間、3時間、5時間、7時間、24時間、30時間および48時間において得、そして7連続日にわたって長期投与し、その間にIOPの測定値を次の注入前に24時間ごとに評価した。
各々10匹からなる各処置群について行い、異なる時点において記録した平均IOP測定値を、以前に算出したベースラインの平均値と比較した。グラフ(図18A/B)は、異なる時点での時間経過後の単回投与後(図18A)および7日にわたる長期処置後(図18B)の両方で、市販の製品(IOPIZE)と比較して、Calix+ラタノプロストで処置すると、眼圧(IOP)を低下させる傾向を示す。
2つの処置についての圧力変動の傾向はかなり類似しており、カリックスアレーン−ラタノプロスト系および製品IOPIZEの両方の場合において、投与直後の最初の時間の間、IOPの顕著な増加からなるランタノプロストの逆説的効果が観察され、文献で公知であるこの効果はラットに特有であり(Latanoprost−induced changes in rat intraocular pressure:direct or indirect? Husain Sら J Ocul Pharmacol Ther.(2008);Effects of latanoprost on rodent intraocular pressure.Husain Sら Exp Eye Res.(2006))、次いで圧力の段階的な低下が起こり、24時間後にのみそのピークに到達し、次いで増加する傾向がある。24時間ごとの投与による長期処置により、IOPの低下が可能となり、これはカリックスアレーン−ラタノプロスト系での4日目付近でその最も高い屈曲点に到達する。市販の製品と比較してカリックスアレーン系は、有効成分の有効性を維持しながら、コールドチェーンから製剤を放出する利点、防腐剤なしに製剤を配合する利点を与える。

Claims (6)

  1. 眼疾患の局所治療における使用のための、シリビニンまたはソラフェニブまたはクルクミンまたはラタノプロストから選択される有効成分を含有する製剤であって、前記有効成分は、場合によりアミノ基を有するイヌリンポリマー、キトサンおよびカチオン性界面活性剤から選択される粘膜付着性物質の存在下で、
    (1)固体脂質ナノ粒子(SLN)型およびナノ構造脂質担体(NLC)型の脂質ナノ粒子系、
    (2)カリックスアレーンベースのナノ粒子系、
    (3)両親媒性イヌリンコポリマーに基づいたミセルおよびナノ粒子系
    に組み込まれている、製剤であって、
    前記ナノ粒子系は、0.5未満の多分散指数で50から200nmの範囲の平均直径を有する、製剤
  2. 前記眼疾患は神経変性眼疾患である、請求項1に記載の製剤。
  3. 前記脂質ナノ粒子系は、トリグリセリド、ジグリセリド、モノグリセリド、脂肪族アルコール、脂肪酸(C10−C22)、脂肪アルコールとの脂肪酸エステル、ペグ化ベヘン酸のモノ−、ジ−およびトリグリセリドの混合物、ペグ化カプリル酸およびカプロン酸のモノ−、ジ−およびトリグリセリドから選択される脂質からなる、請求項1または2に記載の製剤。
  4. 前記系は、シリビニン、ソラフェニブ、クルクミン、ラタノプロストから選択される有効成分を1から15%w/wの範囲の量で組み込んでいる、請求項3に記載の製剤。
  5. 神経変性眼疾患は、脈絡膜血管新生(CNV)、加齢性黄斑変性症(AMD)、黄斑浮腫、血管新生緑内障、黄斑浮腫、未熟児網膜症(ROP)、糖尿病性網膜症(DR)、ブドウ膜炎、眼内炎、網膜炎、脈絡膜炎、脈絡網膜炎、全身性疾患の網膜合併症から選択される、請求項に記載の製剤。
  6. 前記カリックスアレーンベースのナノ粒子系に用いられる化合物が、下記式(A)の化合物である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の製剤
    (式中、
    Rは、CH、(CH)xCH、(CH)xOHであり、
    は、CH、(CH)xCH、(CH)xOHであり、
    ここで、
    xは1〜3であり、
    nは4、6、8であり、
    mは2〜15であり、
    かつ、R=R=CHである場合、mは2〜9とは異なる)。
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