WO2020189773A1 - 後眼部送達用組成物 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a composition for efficiently delivering a drug such as nucleic acid to the posterior segment of the eye without the intervention of medical technology, a pharmaceutical composition containing the composition and the drug (particularly an eye drop), and the drug.
- the present invention relates to the treatment and prevention of posterior ocular diseases using the composition.
- Liposomal preparations are widely used as carriers for delivering macromolecules such as proteins such as antibodies and nucleic acids to target cells, and have been studied as a drug delivery system (DDS) to the posterior segment of the eye (Non-Patent Documents). 1, 2), the effect is not sufficient, and a preparation capable of delivering a drug to the posterior segment by eye drops has not yet been put on the market.
- DDS drug delivery system
- a liposome preparation for delivering a drug to the posterior segment of the eye by instillation which comprises the above components and has an average particle size of 600 nm or less.
- the nucleotides constituting the oligonucleic acid used in the present invention may be DNA, RNA, DNA / RNA chimera, derivatives thereof, or analogs thereof.
- Specific oligonucleic acids include, but are not limited to, siRNA, shRNA, microRNA, antisense nucleic acid, ribozyme, abutama and the like.
- the zeta potential decreased with the modification of FA-PEG-DSPE as compared with the unmodified liposome, confirming that folic acid was modified on the liposome surface.
- the drug encapsulation rate was reduced by modification with folic acid. It is considered that the reason is that folic acid is negatively charged and causes electrostatic repulsion with siRNA attached to the liposome surface without being encapsulated in the liposome. From the above results, it was clarified that the liposome composition for this purpose preferably has a DSPC / Chol. Mol ratio of 7/3.
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Abstract
本発明は、点眼による後眼部疾患治療を可能とする、後眼部への有効なDDSを提供する。具体的には、本発明は、以下の(A)~(D): (A)ジステアロイルホスファチジルコリン、ジミリストイルホスファチジルコリン、ジパルミトイルホスファチジルコリン、卵黄レシチン及びそれらの水素添加物からなる群より選択される1種以上のリン脂質; (B)コレステロール、コレステロールエステル、コレスタノール、及びデヒドロコレステロールからなる群より選択される1種以上のステロイド骨格を有する化合物; (C)ステアリルアミン、ジドデシルジメチルアンモニウムブロマイド及びジセチルホスフェートからなる群より選択される1種の荷電物質;及び (D)葉酸誘導体、オクタアルギニン、ポリリジン及び細胞内貫入ペプチドからなる群より選択される表面修飾剤; の成分を含んでなる、点眼により後眼部へ薬物を送達するためのリポソーム製剤であって、平均粒子径が600 nm以下である製剤を提供する。
Description
本発明は、医療技術の介入なしに、核酸等の薬物を後眼部へ効率よく送達させるための組成物、該組成物と薬物とを含んでなる医薬組成物(特に点眼剤)、該医薬組成物を用いた後眼部疾患の治療及び予防に関する。
難治性後眼部疾患として、加齢性黄斑変性、網膜静脈閉塞症、網膜色素変性、増殖性硝子体網膜症、糖尿病性網膜症などが知られている。これらの疾患に対する従来の治療として、医療技術介入のレーザー光凝固術 (PDT)、硝子体手術が行われてきた。
薬物治療に関しては、抗炎症薬、ステロイドによる治療が試みられている。また、近年、pegaptanib (Macugen (登録商標)) やranibizumab (Lucentis (登録商標))、bevacizumab (Avastin (登録商標))、aflibercept (Eylea(登録商標)) などの抗血管内皮細胞増殖因子(VEGF) 薬が開発され、その有効性が示されている。しかし、これらの高分子生理活性物質は、点眼投与しても、涙液層や房水排泄などのバリア機構のために、網膜の存在する後眼部まで送達されない。そのため、現状では、これらの薬物の投与法は硝子体内注射に限定されており、侵襲性が高い。埋め込み型のステロイド含有製剤 (インプラント等) も開発されているが、やはり医療技術の介入が必要であり、侵襲性の問題は解決されていない。
抗体等のタンパク質や核酸といった高分子を標的細胞へ送達させるキャリアとして、リポソーム製剤が広く用いられており、後眼部へのドラッグデリバリーシステム(DDS)としても検討がなされているが(非特許文献1、2)、その効果は十分とは言えず、点眼により後眼部に薬物を送達できる製剤は未だ上市されていない。
Int. J. Mol. Sci., 18: 2076 (2017)
YAKUGAKU ZASSHI, 132(12): 1365-1370 (2012)
上述のように、後眼部疾患に対するいずれの治療法も、
1)侵襲性が高く、コンプライアンス低下が懸念される;
2)硝子体内投与による薬物治療に関しては、眼への直接の注射であることの恐怖感、頻回投与の必要性、それによる眼内炎や網膜剥離等の合併症といった副作用の可能性があり、患者負担が大きい;
3)現行の治療法は、網膜の状態や視力を回復させるものではなく、消失した神経細胞の回復はできない;
4)従来技術の持続性注射剤や埋め込み剤は、医療技術の介入が必須であり、また薬価が高く、医療経済面での懸念がある;
といった問題点があり、後眼部疾患に対する治療薬は、現在もなおアンメットメディカルニーズとなっている。
従って、本発明の目的は、点眼による後眼部疾患治療を可能とする、後眼部への有効なDDSを提供することである。
1)侵襲性が高く、コンプライアンス低下が懸念される;
2)硝子体内投与による薬物治療に関しては、眼への直接の注射であることの恐怖感、頻回投与の必要性、それによる眼内炎や網膜剥離等の合併症といった副作用の可能性があり、患者負担が大きい;
3)現行の治療法は、網膜の状態や視力を回復させるものではなく、消失した神経細胞の回復はできない;
4)従来技術の持続性注射剤や埋め込み剤は、医療技術の介入が必須であり、また薬価が高く、医療経済面での懸念がある;
といった問題点があり、後眼部疾患に対する治療薬は、現在もなおアンメットメディカルニーズとなっている。
従って、本発明の目的は、点眼による後眼部疾患治療を可能とする、後眼部への有効なDDSを提供することである。
本発明者らは、上記の目的を達成すべく、分子量一万程度のモデル高分子FITC-dextran(FD-10) を用い、点眼により該薬物を後眼部に送達できるリポソーム製剤を鋭意検討した結果、脂質組成や粒子径を最適化することにより、点眼により後眼部に薬物を効率よく送達し得ることを明らかにした。また、カチオン性ポリマーや細胞膜透過ペプチド、葉酸結合脂質誘導体等でリポソームを表面修飾することにより、網膜部位への送達性を向上させることに成功した。特に、表面修飾を施すことによって、核酸送達の持続性が向上することも確認した。さらに、実際の核酸を適用するにあたっては、リポソーム粒子と核酸の特性のマッチングが必要であることも明らかにした。また、後眼部病態(RVO)モデルマウスを用い、該リポソーム製剤が実際に網膜浮腫を抑制することを明らかにした。
本発明者らは、これらの知見に基づいてさらに研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
本発明者らは、これらの知見に基づいてさらに研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は以下のとおりのものである。
[1]以下の(A)~(D):
(A)ジステアロイルホスファチジルコリン、ジミリストイルホスファチジルコリン、ジパルミトイルホスファチジルコリン、卵黄レシチン及びそれらの水素添加物からなる群より選択される1種以上のリン脂質;
(B)コレステロール、コレステロールエステル、コレスタノール、及びデヒドロコレステロールからなる群より選択される1種以上のステロイド骨格を有する化合物;
(C)ステアリルアミン、ジドデシルジメチルアンモニウムブロマイド及びジセチルホスフェートからなる群より選択される1種の荷電物質;及び
(D)葉酸誘導体、オクタアルギニン、ポリリジン及び細胞内貫入ペプチドからなる群より選択される表面修飾剤;
の成分を含んでなる、点眼により後眼部へ薬物を送達するためのリポソーム製剤であって、平均粒子径が600 nm以下である製剤。
[2]平均粒子径が200 nm以下である、[1]に記載のリポソーム製剤。
[3]成分(D)が、葉酸誘導体、オクタアルギニン又は細胞内貫入ペプチドである、[1]又は[2]に記載のリポソーム製剤。
[4]表面電位が+20~60 mVである、[1]~[3]のいずれかに記載のリポソーム製剤。
[5]薬物が核酸である、[1]~[4]のいずれかに記載のリポソーム製剤。
[6][1]~[4]のいずれかに記載のリポソーム製剤に、後眼部疾患の予防又は治療に有効な高分子が封入されてなる、後眼部疾患予防又は治療剤。
[7]高分子が核酸である、[6]に記載の剤。
[8]核酸が、siRNA、一本鎖核酸又は修飾核酸である、[7]に記載の剤。
[9]点眼剤である、[6]~[8]のいずれかに記載の剤。
[1]以下の(A)~(D):
(A)ジステアロイルホスファチジルコリン、ジミリストイルホスファチジルコリン、ジパルミトイルホスファチジルコリン、卵黄レシチン及びそれらの水素添加物からなる群より選択される1種以上のリン脂質;
(B)コレステロール、コレステロールエステル、コレスタノール、及びデヒドロコレステロールからなる群より選択される1種以上のステロイド骨格を有する化合物;
(C)ステアリルアミン、ジドデシルジメチルアンモニウムブロマイド及びジセチルホスフェートからなる群より選択される1種の荷電物質;及び
(D)葉酸誘導体、オクタアルギニン、ポリリジン及び細胞内貫入ペプチドからなる群より選択される表面修飾剤;
の成分を含んでなる、点眼により後眼部へ薬物を送達するためのリポソーム製剤であって、平均粒子径が600 nm以下である製剤。
[2]平均粒子径が200 nm以下である、[1]に記載のリポソーム製剤。
[3]成分(D)が、葉酸誘導体、オクタアルギニン又は細胞内貫入ペプチドである、[1]又は[2]に記載のリポソーム製剤。
[4]表面電位が+20~60 mVである、[1]~[3]のいずれかに記載のリポソーム製剤。
[5]薬物が核酸である、[1]~[4]のいずれかに記載のリポソーム製剤。
[6][1]~[4]のいずれかに記載のリポソーム製剤に、後眼部疾患の予防又は治療に有効な高分子が封入されてなる、後眼部疾患予防又は治療剤。
[7]高分子が核酸である、[6]に記載の剤。
[8]核酸が、siRNA、一本鎖核酸又は修飾核酸である、[7]に記載の剤。
[9]点眼剤である、[6]~[8]のいずれかに記載の剤。
本発明のリポソーム製剤によれば、核酸などの高分子生理活性物質を、点眼により後眼部に効率よく送達することができるので、後眼部疾患に対して非侵襲的でかつ有効な治療薬を提供することができる。
以下に、本発明を詳細に説明する。尚、本明細書で使用する用語は、特に言及しない限り、当該技術分野で通常用いられる意味で用いることができる。
1. 本発明のリポソーム製剤
本発明は、点眼により後眼部へ薬物を送達するためのリポソーム製剤(以下、「本発明のリポソーム製剤」と記載する場合がある。)を提供する。本発明のリポソーム製剤は、以下の(A)~(D)の成分を含有する。
本発明は、点眼により後眼部へ薬物を送達するためのリポソーム製剤(以下、「本発明のリポソーム製剤」と記載する場合がある。)を提供する。本発明のリポソーム製剤は、以下の(A)~(D)の成分を含有する。
(A)リン脂質
本発明のリポソーム製剤に用いられるリン脂質は、医薬上許容されるものであれば特に制限はなく、例えば、ホスファチジルコリン(例、ジオレオイルホスファチジルコリン、ジラウロイルホスファチジルコリン、ジミリストイルホスファチジルコリン、ジパルミトイルホスファチジルコリン、ジステアロイルホスファチジルコリンなど)、ホスファチジルグリセロール(例、ジオレオイルホスファチジルグリセロール、ジラウロイルホスファチジルグリセロール、ジミリストイルホスファチジルグリセロール、ジパルミトイルホスファチジルグリセロール、ジステアロイルホスファチジルグリセロールなど)、ホスファチジルエタノールアミン(例、ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン、ジラウロイルホスファチジルエタノールアミン、ジミリストイルホスファチジルエタノールアミン、ジパルミトイルホスファチジルエタノールアミン、ジステアロイルホスファチジルエタノールアミン、ジオレオイルグリセロフォスフォエタノールアミンなど)、ホスファチジルセリン、ホスファチジルイノシトール、ホスファチジン酸、カルジオリピン、卵黄、大豆その他の動植物に由来する天然脂質(例えば、卵黄レシチン、大豆レシチンなど)、又はそれらの水素添加物等が挙げられる。好ましくは、ホスファチジルコリン(例、ジステアロイルホスファチジルコリン、ジミリストイルホスファチジルコリン、ジパルミトイルホスファチジルコリン等)、卵黄レシチン又はそれらの水素添加物等を挙げることができる。これらのリン脂質は一種のみを用いてもよいし、二種以上を組み合わせて使用することもできる。
本発明のリポソーム製剤に用いられるリン脂質は、医薬上許容されるものであれば特に制限はなく、例えば、ホスファチジルコリン(例、ジオレオイルホスファチジルコリン、ジラウロイルホスファチジルコリン、ジミリストイルホスファチジルコリン、ジパルミトイルホスファチジルコリン、ジステアロイルホスファチジルコリンなど)、ホスファチジルグリセロール(例、ジオレオイルホスファチジルグリセロール、ジラウロイルホスファチジルグリセロール、ジミリストイルホスファチジルグリセロール、ジパルミトイルホスファチジルグリセロール、ジステアロイルホスファチジルグリセロールなど)、ホスファチジルエタノールアミン(例、ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン、ジラウロイルホスファチジルエタノールアミン、ジミリストイルホスファチジルエタノールアミン、ジパルミトイルホスファチジルエタノールアミン、ジステアロイルホスファチジルエタノールアミン、ジオレオイルグリセロフォスフォエタノールアミンなど)、ホスファチジルセリン、ホスファチジルイノシトール、ホスファチジン酸、カルジオリピン、卵黄、大豆その他の動植物に由来する天然脂質(例えば、卵黄レシチン、大豆レシチンなど)、又はそれらの水素添加物等が挙げられる。好ましくは、ホスファチジルコリン(例、ジステアロイルホスファチジルコリン、ジミリストイルホスファチジルコリン、ジパルミトイルホスファチジルコリン等)、卵黄レシチン又はそれらの水素添加物等を挙げることができる。これらのリン脂質は一種のみを用いてもよいし、二種以上を組み合わせて使用することもできる。
(B)ステロール
本発明のリポソーム製剤に用いられるステロイド骨格を有する化合物(ステロール)としては、医薬上許容されるものであれば特に制限はなく、例えば、コレステロール、その脂肪酸エステル(コレステロールエステル)、コレスタノール(ジヒドロコレステロール)、デヒドロコレステロール、コレステロールコハク酸、ラノステロール、ジヒドロラノステロール、デスモステロールなどの動物由来のステロール、スチグマステロール、シトステロール、カンペステロール、ブラシカステロールなどの植物由来のステロール(フィトステロール)、チモステロール、エルゴステロールなどの微生物由来のステロールなどが挙げられる。好ましくは、コレステロール、コレステロールエステル、コレスタノール、デヒドロコレステロール等を挙げることができる。これらのステロールは一種のみを用いてもよいし、二種以上を組み合わせて使用することもできる。
本発明のリポソーム製剤に用いられるステロイド骨格を有する化合物(ステロール)としては、医薬上許容されるものであれば特に制限はなく、例えば、コレステロール、その脂肪酸エステル(コレステロールエステル)、コレスタノール(ジヒドロコレステロール)、デヒドロコレステロール、コレステロールコハク酸、ラノステロール、ジヒドロラノステロール、デスモステロールなどの動物由来のステロール、スチグマステロール、シトステロール、カンペステロール、ブラシカステロールなどの植物由来のステロール(フィトステロール)、チモステロール、エルゴステロールなどの微生物由来のステロールなどが挙げられる。好ましくは、コレステロール、コレステロールエステル、コレスタノール、デヒドロコレステロール等を挙げることができる。これらのステロールは一種のみを用いてもよいし、二種以上を組み合わせて使用することもできる。
本発明のリポソーム製剤における成分(A)と成分(B)の配合比(モル比)は、本発明のリポソーム製剤の後眼部への薬物送達性を損なわない限り特に制限はないが、例えば、成分(A)が飽和脂肪酸から構成されるリン脂質の場合、例えば、(A)/(B)が8未満、好ましくは5未満、より好ましくは2~4、さらに好ましくは2~3、特に好ましくは2~2.5である。
(C)荷電物質
本発明のリポソーム製剤は、さらに荷電物質を含有することを特徴とする。該荷電物質は、封入する薬物の電荷と反対の電荷を有することで、静電的相互作用により薬物とリポソームとの相互作用を高め、薬物の封入率を向上させることができる。例えば、薬物が核酸の場合、核酸は負に帯電しているため、正電荷を有する荷電物質を配合することができる。正電荷を有する荷電物質としては、例えば、ステアリルアミン、オレイルアミン等の脂肪酸アミド、ジドデシルジメチルアンモニウムブロマイド、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド、N-(2,3-オレイルオキシ)プロピル-N,N,N-トリメチルアンモニウム、ジドデシルアンモニウムブロマイド、1,2-ジオレイルオキシ-3-トリメチルアンモニウムプロパン、3β-N-(N’,N’-ジメチルアミノエタン)カルバモールコレステロール、1,2-ジミリストイルオキシプロピル-3-ジメチルヒドロキシエチルアンモニウム、2,3-ジオレイルオキシ-N-[2(スペルミンカルボキサミド)エチル]-N,N-ジメチル-1-プロパンアンモニウムトリフルオロアセテート等のカチオン性脂質などを挙げることができる。好ましくは、ステアリルアミン、ジドデシルジメチルアンモニウムブロマイド等である。一方、薬物が正電荷を有する場合は、負電荷を有する荷電物質を配合することができる。負電荷を有する荷電物質としては、例えば、ジセチルホスフェートなどを挙げることができる。
本発明のリポソーム製剤は、さらに荷電物質を含有することを特徴とする。該荷電物質は、封入する薬物の電荷と反対の電荷を有することで、静電的相互作用により薬物とリポソームとの相互作用を高め、薬物の封入率を向上させることができる。例えば、薬物が核酸の場合、核酸は負に帯電しているため、正電荷を有する荷電物質を配合することができる。正電荷を有する荷電物質としては、例えば、ステアリルアミン、オレイルアミン等の脂肪酸アミド、ジドデシルジメチルアンモニウムブロマイド、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド、N-(2,3-オレイルオキシ)プロピル-N,N,N-トリメチルアンモニウム、ジドデシルアンモニウムブロマイド、1,2-ジオレイルオキシ-3-トリメチルアンモニウムプロパン、3β-N-(N’,N’-ジメチルアミノエタン)カルバモールコレステロール、1,2-ジミリストイルオキシプロピル-3-ジメチルヒドロキシエチルアンモニウム、2,3-ジオレイルオキシ-N-[2(スペルミンカルボキサミド)エチル]-N,N-ジメチル-1-プロパンアンモニウムトリフルオロアセテート等のカチオン性脂質などを挙げることができる。好ましくは、ステアリルアミン、ジドデシルジメチルアンモニウムブロマイド等である。一方、薬物が正電荷を有する場合は、負電荷を有する荷電物質を配合することができる。負電荷を有する荷電物質としては、例えば、ジセチルホスフェートなどを挙げることができる。
本発明のリポソーム製剤における成分(C)の配合比(モル比)は、本発明のリポソーム製剤の後眼部への薬物送達性を損なわない限り特に制限はないが、例えば、成分(A)と成分(B)の総和と成分(C)との比が10:1~30:1、好ましくは15:1~25:1、より好ましくは18:1~25:1、特に好ましくは18:1~22:1である。
(D)表面修飾剤
本発明のリポソーム製剤は、表面修飾剤をさらに含有することを特徴とする。表面修飾剤としては、例えば、標的細胞である後眼部の細胞、例えば、網膜、脈絡膜、強膜、視神経などの細胞の表面に発現する分子(例、葉酸受容体、ヘパラン硫酸プロテオグリカン等)と親和性を有する物質が挙げられる。具体的な表面修飾剤としては、例えば、葉酸誘導体、ポリアルギニンやポリリジン等の塩基性アミノ酸のポリマー、細胞内貫入ペプチドなどが挙げられる。葉酸誘導体としては、例えば、ポリエチレングリコール(例、分子量1000~20000)等のリンカーの末端を葉酸で修飾したFA-PEG化試薬などを挙げることができるが、それらに限定されない。ポリリジンやポリアルギニンとしては、分子量500以上のものであれば特に制限はなく、ポリリジンの場合、例えば、分子量500~2000、5000~15000、15000~30000、30000~70000の分布を有するポリリジン等、好ましくは5000~15000、15000~30000、30000~70000の分布を有するポリリジン等を挙げることができる。ポリアルギニンとしても同様の分子量のものを用いることができるが、例えば、オクタアルギニンのような分子量500~2000のポリアルギニンもまた、好ましく用いることができる。細胞内貫入ペプチドとしては、例えば、ショウジョウバエ由来のAntP、HIV由来のTAT(Frankel, A. et al, Cell55, 1189-93(1988);Green, M. & Loewenstein, P.M. Cell 55, 1179-88(1988))、Penetratin(Derossi, D. et al, J. Biol. Chem. 269, 10444-50(1994))、Buforin II(Park, C. B. et al. Proc. Natl Acad. Sci. USA 97, 8245-50(2000))、Transportan(Pooga, M. et al. FASEB J. 12, 67-77(1998))、MAP(model amphipathic peptide)(Oehlke, J. et al. Biochim. Biophys. Acta. 1414, 127-39(1998))、K-FGF(Lin, Y. Z. etal. J. Biol. Chem. 270, 14255-14258(1995))、Ku70(Sawada, M. et al. Nature CellBiol. 5, 352-7(2003))、Prion(Lundberg, P. et al. Biochem. Biophys. Res. Commun. 299, 85-90(2002))、pVEC(Elmquist, A. et al. Exp. Cell Res. 269, 237-44(2001))、Pep-1(Morris, M. C. et al. Nature Biotechnol. 19, 1173-6(2001))、Pep-7(Gao, C. et al. Bioorg. Med. Chem. 10, 4057-65(2002))、SynBl(Rousselle, C. et al. MoI. Pharmacol. 57, 679-86(2000))、HN-I(Hong, F. D. & Clayman, G L. Cancer Res. 60, 6551-6(2000))、HSV由来のVP22等のタンパク質の細胞通過ドメインを用いたものが挙げられるが、それらに限定されない。これらの表面修飾剤は一種のみを用いてもよいし、二種以上を組み合わせて使用することもできる。
表面修飾剤によるリポソームの修飾は、調製したリポソームの表面に、上記の表面修飾剤を自体公知の方法にて化学結合することにより行うこともできるし、該表面修飾剤を予め脂質に結合させたものをリポソームと混合することによっても行うことができる。
本発明のリポソーム製剤は、表面修飾剤をさらに含有することを特徴とする。表面修飾剤としては、例えば、標的細胞である後眼部の細胞、例えば、網膜、脈絡膜、強膜、視神経などの細胞の表面に発現する分子(例、葉酸受容体、ヘパラン硫酸プロテオグリカン等)と親和性を有する物質が挙げられる。具体的な表面修飾剤としては、例えば、葉酸誘導体、ポリアルギニンやポリリジン等の塩基性アミノ酸のポリマー、細胞内貫入ペプチドなどが挙げられる。葉酸誘導体としては、例えば、ポリエチレングリコール(例、分子量1000~20000)等のリンカーの末端を葉酸で修飾したFA-PEG化試薬などを挙げることができるが、それらに限定されない。ポリリジンやポリアルギニンとしては、分子量500以上のものであれば特に制限はなく、ポリリジンの場合、例えば、分子量500~2000、5000~15000、15000~30000、30000~70000の分布を有するポリリジン等、好ましくは5000~15000、15000~30000、30000~70000の分布を有するポリリジン等を挙げることができる。ポリアルギニンとしても同様の分子量のものを用いることができるが、例えば、オクタアルギニンのような分子量500~2000のポリアルギニンもまた、好ましく用いることができる。細胞内貫入ペプチドとしては、例えば、ショウジョウバエ由来のAntP、HIV由来のTAT(Frankel, A. et al, Cell55, 1189-93(1988);Green, M. & Loewenstein, P.M. Cell 55, 1179-88(1988))、Penetratin(Derossi, D. et al, J. Biol. Chem. 269, 10444-50(1994))、Buforin II(Park, C. B. et al. Proc. Natl Acad. Sci. USA 97, 8245-50(2000))、Transportan(Pooga, M. et al. FASEB J. 12, 67-77(1998))、MAP(model amphipathic peptide)(Oehlke, J. et al. Biochim. Biophys. Acta. 1414, 127-39(1998))、K-FGF(Lin, Y. Z. etal. J. Biol. Chem. 270, 14255-14258(1995))、Ku70(Sawada, M. et al. Nature CellBiol. 5, 352-7(2003))、Prion(Lundberg, P. et al. Biochem. Biophys. Res. Commun. 299, 85-90(2002))、pVEC(Elmquist, A. et al. Exp. Cell Res. 269, 237-44(2001))、Pep-1(Morris, M. C. et al. Nature Biotechnol. 19, 1173-6(2001))、Pep-7(Gao, C. et al. Bioorg. Med. Chem. 10, 4057-65(2002))、SynBl(Rousselle, C. et al. MoI. Pharmacol. 57, 679-86(2000))、HN-I(Hong, F. D. & Clayman, G L. Cancer Res. 60, 6551-6(2000))、HSV由来のVP22等のタンパク質の細胞通過ドメインを用いたものが挙げられるが、それらに限定されない。これらの表面修飾剤は一種のみを用いてもよいし、二種以上を組み合わせて使用することもできる。
表面修飾剤によるリポソームの修飾は、調製したリポソームの表面に、上記の表面修飾剤を自体公知の方法にて化学結合することにより行うこともできるし、該表面修飾剤を予め脂質に結合させたものをリポソームと混合することによっても行うことができる。
本発明のリポソーム製剤における成分(D)の配合比(モル比)は、本発明のリポソーム製剤の後眼部への薬物送達性を損なわない限り特に制限はないが、例えば、製剤全体に対するモル分率として、0.01~10モル%、好ましくは0.1~1モル%である。あるいはまた、本発明のリポソーム製剤における成分(D)の配合量は、表面修飾後のリポソームの表面電位が+20~60mVとなるように調整することができる。
本発明のリポソーム製剤は、(A)~(D)の成分に加えて、例えば、糖脂質(例、スフィンゴミエリン、スルホキシリボシルグリセリド、ジグリコシルジグリセリド、ジガラクトシルジグリセリド、ガラクトシルジグリセリド、グリコシルジグリセリドなどのグリセロ糖脂質、ガラクトシルセレブロシド、ラクトシルセレブロシド、ガングリオシドなどのスフィンゴ糖脂質など)、長鎖脂肪酸又は長鎖脂肪族アルコールとして(例えば、炭素数10~20の脂肪酸又はそのアルコール(例、パルミチン酸、ステアリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、アラキジン酸、マルガリン酸、ツベルクロステアリン酸などの飽和脂肪酸、パルミトレイン酸、オレイン酸、アラキドン酸、バクセン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸、エレオステアリン酸などの不飽和脂肪酸、オレイルアルコール、ステアリルアルコール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、リノリルアルコールなど)、グリセリン脂肪酸エステル(例、モノアシルグリセリド、ジアシルグリセリド、トリアシルグリセリドなど)等を含有してもよい。
本発明のリポソームは単層膜であっても多層膜であってもよいが、好ましくは単層膜である。また、本発明のリポソーム製剤の平均粒子径は、本発明のリポソーム製剤の後眼部への薬物送達性を損なわない限り特に制限はないが、例えば1μm未満、好ましくは600nm以下、より好ましくは400nm以下、さらに好ましくは200nm以下である。平均粒子径の下限も特に制限はないが、例えば10nm以上、好ましくは50nm以上、より好ましくは100nm以上である。従って、本発明のリポソーム製剤の好ましい平均粒子径の範囲は、例えば10~600nm、より好ましくは50~400nm、さらに好ましくは50~200nm、特に好ましくは100~200nmである。
本発明のリポソーム製剤の分散液は、例えば、成分(A)~(C)を混合し、常法により、水溶液中で分散させることにより調製することができる。分散には超音波分散装置、乳化分散装置等の装置を適宜用いることができる。得られた分散液を、例えばエクスツルーダーなどを用いて、適当な孔径を有するフィルターを透過させることにより、リポソームの平均粒子径を、所望の値に調整することができる。
2. 医薬組成物
本発明はまた、前記本発明のリポソーム製剤に、後眼部疾患の予防又は治療に有効な高分子が封入されてなる、後眼部疾患予防又は治療剤(以下、「本発明の医薬組成物」ともいう。)を提供する。本明細書において「封入」という場合には、本発明の核酸分子はリポソーム内相に保持されてもよいし、脂質二重層内に保持されてもよい。また、本明細書において「予防」とは、発症の抑制に加えて発症遅延を含み、また「治療」とは、完全治癒のみならず、症状の軽減、進展抑制も含む概念として用いられる。
本発明はまた、前記本発明のリポソーム製剤に、後眼部疾患の予防又は治療に有効な高分子が封入されてなる、後眼部疾患予防又は治療剤(以下、「本発明の医薬組成物」ともいう。)を提供する。本明細書において「封入」という場合には、本発明の核酸分子はリポソーム内相に保持されてもよいし、脂質二重層内に保持されてもよい。また、本明細書において「予防」とは、発症の抑制に加えて発症遅延を含み、また「治療」とは、完全治癒のみならず、症状の軽減、進展抑制も含む概念として用いられる。
本発明の医薬組成物の対象疾患である「後眼部疾患」とは、一般に硝子体、網膜、脈絡膜、強膜または視神経における疾患を意味し、例えば、加齢黄斑変性、糖尿病網膜症、糖尿病黄斑浮腫、網膜静脈閉塞症、ぶどう膜炎などが挙げられるが、それらに限定されない。
本発明の医薬組成物に含有される活性成分は、後眼部疾患の予防又は治療に有効な高分子生理活性物質であれば特に制限はないが、後眼部疾患の多くは新生血管発現と深く関わっているので、該高分子生理活性物質として、例えば、抗VEGF活性を有する高分子が挙げられる。抗VDGF活性を有する高分子としては、例えば、VDGFに対するsiRNA、shRNA、miRNA等のVFGFの発現を抑制する核酸や、抗VEGF抗体又はその断片、VEGF受容体のVFGF結合ドメインを含むVEGFアンタゴニスト、VEGF又はその受容体に結合するアプタマー等のVEGFの機能を抑制するタンパク質もしくは核酸等を挙げることができる。好ましい一実施態様においては、本発明のリポソーム製剤に封入される薬物は核酸であり、より具体的には、一分子内に10~100のヌクレオチドを有する核酸分子またはその誘導体であって、網膜の細胞(例、網膜色素上皮細胞)などの後眼部の細胞内において生理活性作用を発揮し、標的となるDNA、RNA、ないしその発現産物であるタンパク質に作用することによって、その機能を抑制せしめるものをいい、その構造は一本鎖の核酸分子、もしくは一分子内に二重鎖もしくは多重鎖を含む核酸分子、またはその組み合せ(例えば、2つの一本鎖核酸分子から形成される二本鎖核酸分子)よりなる、オリゴ核酸が好ましく例示される。
本発明で使用されるオリゴ核酸を構成するヌクレオチドは、DNA、RNA、DNA/RNAキメラ、あるいはそれらの誘導体、類縁体であってよい。具体的なオリゴ核酸としては、例えば、siRNA、shRNA、microRNA、アンチセンス核酸、リボザイム、アブタマ一等を挙げることができるが、それらに限定されない。
別の好ましい一実施態様においては、オリゴ核酸として、例えば、国際公開第2012/017919号、国際公開第2013/103146号、国際公開第2012/005368号、国際公開第2012/077446号、国際公開第2013/133393号等に記載される「標的遺伝子の発現を抑制する発現抑制配列を含む一本鎖核酸分子」が挙げられるが、それらに限定されない。
本発明で使用されるオリゴ核酸は天然型に限定されるものではなく、ヌクレアーゼ耐性など、生体内における安定性を高めるために、そのヌクレオチドを構成している糖またはリン酸骨格などの、少なくとも一部が修飾されていてもよい。修飾される場合、望ましい修飾は、糖の2'位の修飾、糖のその他の部分の修飾、オリゴ核酸のリン酸骨格の修飾等である。糖の2'位の修飾 として、OR、R、R'OR、SH、SR、NH2、NHR、NR2、N3、CN、F、Cl、Br、Iなどの置換基が挙げられる。ここで、 Rはアルキルまたはアリール、好ましくは炭素数1~6のアルキル基を、R'はアルキレン、好ましくは炭素数1~6のアルキレンを示す。糖のその他の部分の修飾体としては、4'チオ体などが挙げられる。オリゴ核酸のリン酸骨格の修飾体としては、ホスホロチオエート体、ホスホロジチオエート体、アルキルホスホネート体、ホスホロアミデート体などが挙げられる。
オリゴ核酸は、自体公知のホスホアミダイト法またはトリエステル法により固相で、または液相で合成することができる。最も一般的な態様はホスホアミダイト法による固相合成法であり、核酸自動合成機または手動にて合成することができる。固相での合成が終了した後は、固相からの脱離、保護基の脱保護および目的物の精製等を行う。精製により、純度90%以上、好ましくは95%以上の核酸を得ることができる。
本発明の医薬組成物は、上記の核酸、好ましくはオリゴ核酸と、前記した本発明のリポソームとの複合体を形成させることにより調製することができる。
本発明のリポソームは荷電物質(成分(C))を有しているので、荷電物質を適宜選択することにより、反対の電荷を有する活性成分と容易に複合体を形成することができる。例えば、活性成分が負に荷電した核酸の場合、正電荷を有する荷電物質を成分(C)として配合することができる。従って、本発明の医薬組成物は、水性溶媒中で成分(A)~(C)をまず分散処理してリポソームを形成させ、次いで核酸を加えて再度分散処理するか、あるいは、成分(A)~(C)及び核酸を水性溶媒中で分散処理し、得られた分散液を、上記のように適当な孔径を有するフィルター透過させて所望の平均粒子径のリポソームとした後、上記のように成分(D)にて表面修飾することによって製造することができる。
あるいは、リピドフィルム法(ボルテックス法)、逆相蒸発法、界面活性剤除去法、凍結融解法、リモートローディング法等の自体公知の手法により、活性成分(例、核酸)をリポソームに封入することもできる。
あるいは、リピドフィルム法(ボルテックス法)、逆相蒸発法、界面活性剤除去法、凍結融解法、リモートローディング法等の自体公知の手法により、活性成分(例、核酸)をリポソームに封入することもできる。
複合体形成のために用いる水性溶媒としては、注射用水、注射用蒸留水、生理食塩水等の電解質液、ブドウ糖液やマルトース液などの糖液等を挙げることができる。
分散処理は例えば、ホモミキサー、ホモジナイザー、超音波分散機、超音波ホモジナイザー、高圧乳化分散機、マイクロフルイダイザー(商品名)、ナノマイザー(商品名)、アルティマイザー(商品名)、DeBEE2000(商品名)、マントン-ガウリン型高圧ホモジナイザー等が挙げられる。処理条件や処理時間、処理温度等は適宜選択され得る。また、当該分散処理は、粗分散を経るなど数段階に分けて行うこともできる。
本発明の医薬組成物は、任意の担体、例えば医薬上許容される担体とともに製剤化することもできる。医薬上許容される担体としては、例えば、ショ糖、デンプン等の賦形剤、セルロース、メチルセルロース等の結合剤、デンプン、カルボキシメチルセルロース等の崩壊剤、ステアリン酸マグネシウム、エアロジル等の滑剤、クエン酸、メントール等の芳香剤、安息香酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム等の保存剤、クエン酸、クエン酸ナトリウム等の安定剤、メチルセルロース、ポリビニルピロリドン等の懸濁剤、界面活性剤等の分散剤、水、生理食塩水等の希釈剤、ベースワックス等が挙げられるが、それらに限定されるものではない。
本発明の医薬組成物は、哺乳動物に対して眼局所投与することが可能であるが、特に点眼投与するのが望ましい。
眼局所投与に好適な製剤としては、点眼剤(水性点眼剤、非水性点眼剤、懸濁性点眼剤、乳濁性点眼剤等)、軟膏剤、ローション剤、クリーム剤等が挙げられる。本発明の剤が点眼剤である場合には、適宜基材を用いることができる。点眼剤に用いられる基材としては、リン酸緩衝液、ハンクス緩衝液、生理食塩水、灌流液、人工涙液などが挙げられる。
本発明の医薬組成物には、例えば緩衝剤、等張化剤、溶解補助剤、防腐剤、粘性基剤、キレート剤、清涼化剤、pH調整剤、抗酸化剤などを適宜選択して添加することができる。
緩衝剤としては、例えば、リン酸緩衝剤、ホウ酸緩衝剤、クエン酸緩衝剤、酒石酸緩衝剤、酢酸緩衝剤、アミノ酸などが挙げられる。
等張化剤としては、ソルビトール、グルコース、マンニトールなどの糖類、グリセリン、プロピレングリコールなどの多価アルコール類、塩化ナトリウムなどの塩類、ホウ酸などが挙げられる。
溶解補助剤としては、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレート(例えば、ポリソルベート80)、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油、チロキサポール、プルロニックなどの非イオン性界面活性剤、グリセリン、マクロゴールなどの多価アルコールなどが挙げられる。
防腐剤としては、例えば、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、塩化セチルピリジニウムなどの第四級アンモニウム塩類、パラオキシ安息香酸メチル、パラオキシ安息香酸エチル、パラオキシ安息香酸プロピル、パラオキシ安息香酸ブチルなどのパラオキシ安息香酸エステル類、ベンジルアルコール、ソルビン酸およびその塩(ナトリウム塩、カリウム塩など)、チメロサール(商品名)、クロロブタノール、デヒドロ酢酸ナトリウムなどが挙げられる。
粘性基剤としては、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコールなどの水溶性高分子、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウムなどのセルロース類などが挙げられる。
キレート剤としては、エデト酸ナトリウム、クエン酸などが挙げられる。
清涼化剤としては、l-メントール、ボルネオール、カンフル、ユーカリ油などが挙げられる。
pH調整剤としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、ホウ酸またはその塩(ホウ砂)、塩酸、クエン酸またはその塩(クエン酸ナトリウム、クエン酸二水素ナトリウム等)、リン酸またはその塩(リン酸水素二ナトリウム、リン酸二水素カリウム等)、酢酸またはその塩(酢酸ナトリウム、酢酸アンモニウム等)、酒石酸またはその塩(酒石酸ナトリウム等)等が挙げられる。
抗酸化剤としては、例えば、亜硫酸水素ナトリウム、乾燥亜硫酸ナトリウム、ピロ亜硫酸ナトリウム、濃縮混合トコフェロール等が挙げられる。
緩衝剤としては、例えば、リン酸緩衝剤、ホウ酸緩衝剤、クエン酸緩衝剤、酒石酸緩衝剤、酢酸緩衝剤、アミノ酸などが挙げられる。
等張化剤としては、ソルビトール、グルコース、マンニトールなどの糖類、グリセリン、プロピレングリコールなどの多価アルコール類、塩化ナトリウムなどの塩類、ホウ酸などが挙げられる。
溶解補助剤としては、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレート(例えば、ポリソルベート80)、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油、チロキサポール、プルロニックなどの非イオン性界面活性剤、グリセリン、マクロゴールなどの多価アルコールなどが挙げられる。
防腐剤としては、例えば、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、塩化セチルピリジニウムなどの第四級アンモニウム塩類、パラオキシ安息香酸メチル、パラオキシ安息香酸エチル、パラオキシ安息香酸プロピル、パラオキシ安息香酸ブチルなどのパラオキシ安息香酸エステル類、ベンジルアルコール、ソルビン酸およびその塩(ナトリウム塩、カリウム塩など)、チメロサール(商品名)、クロロブタノール、デヒドロ酢酸ナトリウムなどが挙げられる。
粘性基剤としては、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコールなどの水溶性高分子、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウムなどのセルロース類などが挙げられる。
キレート剤としては、エデト酸ナトリウム、クエン酸などが挙げられる。
清涼化剤としては、l-メントール、ボルネオール、カンフル、ユーカリ油などが挙げられる。
pH調整剤としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、ホウ酸またはその塩(ホウ砂)、塩酸、クエン酸またはその塩(クエン酸ナトリウム、クエン酸二水素ナトリウム等)、リン酸またはその塩(リン酸水素二ナトリウム、リン酸二水素カリウム等)、酢酸またはその塩(酢酸ナトリウム、酢酸アンモニウム等)、酒石酸またはその塩(酒石酸ナトリウム等)等が挙げられる。
抗酸化剤としては、例えば、亜硫酸水素ナトリウム、乾燥亜硫酸ナトリウム、ピロ亜硫酸ナトリウム、濃縮混合トコフェロール等が挙げられる。
本発明の医薬組成物におけるリポソーム構成成分に対する活性成分(例、核酸)のモル比は、通常1/100,000~1/1,000である。また、リポソーム製剤中に含有される活性成分を封入したリポソームの量は、リポソーム粒子が凝集しない程度で、かつ十分な薬効を発揮し得る量であれば特に制限はなく、通常10~100 mMである。
本発明の医薬組成物の投与量は、投与方法、後眼部疾患の種類、重篤度投与対象者の状況(性別、年齢、体重など)によって異なるが、例えば、成人に抗VEGF活性のある核酸を点眼投与する場合、通常、核酸の1回投与量として0.01~1000μg、好ましくは0.05~100μg、より好ましくは0.1~50μgを、1日1回ないし10回、好ましくは5~10回投与することが望ましい。
以下、実施例等により、本発明を詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
参考例1 高分子モデル物質(FITC標識デキストリン分子量約1万;FD-10)封入リポソームの調製と表面修飾及び網膜送達性の評価
(1)FD-10(FD)封入リポソームの調製
FD封入多重膜リポソーム(MLV)の調製は薄膜水和法により行った。ナスフラスコにジステアロイルホスファチジルコリン(DSPC、日本油脂)、コレステロール(Chol.、Sigma)を量りとり、適当量のクロロホルムに溶解し、ロータリーエバポレーターを用いて40℃の水浴上で溶媒を減圧留去して薄膜を調製した。これを一晩減圧乾燥した後、70℃の水浴中でMilli-Qに溶解させたFD溶液を用いて水和し、10℃で30分間インキュベートし、FD封入MLVを調製した。
調製したFD封入MLVをエクストルーダー(LiposoFastTM-Pneumatic、AVESTIN) を用いて150~200 kPaの圧力で細孔径100 nmのフィルター(Nuclepore (登録商標) Track-Etch Membrane、Whatman) に41回透過させることによりサブミクロンサイズに微細化したリポソーム(ssLip)を調製した。その後、調製したssLipを-60℃の予備凍結機で凍結した後、40℃で融解させ、超音波処理する操作を4サイクル繰り返した。
調製したFD封入ssLipを攪拌下PLA Poly-L-arginine (PLA、Sigma) 溶液と等量混合することにより、FD封入PLA修飾リポソームを調製した。また、調製したFD封入ssLipを、該ポリマーを含まないHBSS-MES buffer (pH 6.0) と等量混合して、未修飾リポソームとした。
(1)FD-10(FD)封入リポソームの調製
FD封入多重膜リポソーム(MLV)の調製は薄膜水和法により行った。ナスフラスコにジステアロイルホスファチジルコリン(DSPC、日本油脂)、コレステロール(Chol.、Sigma)を量りとり、適当量のクロロホルムに溶解し、ロータリーエバポレーターを用いて40℃の水浴上で溶媒を減圧留去して薄膜を調製した。これを一晩減圧乾燥した後、70℃の水浴中でMilli-Qに溶解させたFD溶液を用いて水和し、10℃で30分間インキュベートし、FD封入MLVを調製した。
調製したFD封入MLVをエクストルーダー(LiposoFastTM-Pneumatic、AVESTIN) を用いて150~200 kPaの圧力で細孔径100 nmのフィルター(Nuclepore (登録商標) Track-Etch Membrane、Whatman) に41回透過させることによりサブミクロンサイズに微細化したリポソーム(ssLip)を調製した。その後、調製したssLipを-60℃の予備凍結機で凍結した後、40℃で融解させ、超音波処理する操作を4サイクル繰り返した。
調製したFD封入ssLipを攪拌下PLA Poly-L-arginine (PLA、Sigma) 溶液と等量混合することにより、FD封入PLA修飾リポソームを調製した。また、調製したFD封入ssLipを、該ポリマーを含まないHBSS-MES buffer (pH 6.0) と等量混合して、未修飾リポソームとした。
(2)上記(1)で得られたFDを封入したリポソーム懸濁液(ssLip)をマウスに点眼投与してから、30分後にマウスの眼球を摘出した。摘出した眼球を大過剰の生理食塩水で洗浄し、4%パラホルムアルデヒド中に一晩浸漬して組織を固定化した後、20%スクロース溶液(in phosphate buffer) 中で1~2日間浸漬した。その後、クリオモルド1号(Tissue-Tek(登録商標) Cryomold、サクラファインテックジャパン(株)) 中にて組織凍結液(Tissue-Tek(R) O.C.T. Compound、サクラファインテックジャパン(株)) を添加して固定し、液体窒素にて急速凍結させ眼球を包埋した。包埋した眼球を、Cryostat (Leica CM1850) を用いて水平に割断していき、視神経が露出した位置で厚さが10 μmの薄片を切り出し、観察用切片を調製した。調製した切片の視神経から500 μmの位置の網膜を中心に落射蛍光顕微鏡(BX51、Olympus) を用いて観察した。得られた網膜の画像中の内網状層(IPL) の一定の面積中(50 × 50 pixels) のmedian densityをImageJ (National Institute of Mental Health) によって数値化した。平均蛍光強度を0-255の値で表し、未処置の眼球の蛍光強度を1とした。
結果を図1に示す。FD封入ssLip投与群では、網膜においてFD-10由来の蛍光が観察された。また、PLA修飾ssLip投与群では他の群と比較してより強い蛍光が確認された。
結果を図1に示す。FD封入ssLip投与群では、網膜においてFD-10由来の蛍光が観察された。また、PLA修飾ssLip投与群では他の群と比較してより強い蛍光が確認された。
実施例1 核酸 (siRNAもしくはボナック核酸) 封入リポソームの調製及びその物性評価
(1)核酸封入リポソームの調製
薄膜水和法により葉酸修飾DY547標識siRNA封入リポソームを調製した。ナスフラスコにDSPC、Chol.及びステアリルアミン(SA)をを量りとり、適当量のクロロホルムに溶解し、ロータリーエバポレーターを用いて40℃の水浴上で溶媒を減圧留去して薄膜を調製した。これを一晩減圧乾燥した後、60℃の水浴中でMilli-Qに溶解させたDY547標識核酸 (vascular endothelial growth factor-small interfering RNA (VEGF-siRNA、ニッポンジーン) もしくはVEGF siRNAのガイド鎖とパッセンジャー鎖とを(株)ボナックが保有する技術である非ヌクレオチドリンカーで繋いだ一本鎖核酸(本明細書において「ボナック核酸」という)) 溶液を用いて水和し、10℃で30分間インキュベートし、核酸封入MLVを調製した。
調製した核酸封入MLVをエクストルーダー (LiposoFastTM-Pneumatic、AVESTIN) を用いて150~200 kPaの圧力で細孔径100 nmのフィルター(Nuclepore (登録商標) Track-Etch Membrane、Whatman) に41回透過させることによりサブミクロンサイズに微細化したリポソーム(ssLip)を調製した。
調製したsiRNA封入ssLipは1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N- [folate(polyethylene glycol)-2000] (FA-PEG-DSPE、Avanti) の水分散液と、ボナック核酸封入ssLipはStearoyl-Octa-Arginine (St-R8、BEX Co., Ltd.) の水分散液と、それぞれ等量混合し、40℃で1時間インキュベートすることにより、siRNA封入葉酸修飾リポソーム及びボナック核酸封入R8修飾ssLipを調製した。また、調製した核酸 (siRNAもしくはボナック核酸) 封入ssLipを、HBSS-MES buffer (pH 6.0) またはHBSS-MEPES buffer (pH 7.4)と等量混合して、未修飾リポソームとした。
(2)siRNA封入リポソームの粒子物性の評価
葉酸修飾DY547-siRNA封入リポソームの粒子物性を表1に示す。脂質組成はDSPC/Chol./SAを使用し、2通りの配合比(モル比)でリポソームを調製した。SAの正電荷とsiRNAの負電荷の静電的相互作用によりリポソーム内にsiRNAを封入した。いずれのリポソームにおいても薬物封入率は約100%と高い値を示し、FDをモデル薬物とした場合と比較して薬物封入率が向上した。その理由として、静電的相互作用によりリポソームとsiRNAとの相互作用が高かったためであると考えられる。そのため、siRNAを用いた場合の薬物封入率は、リポソームに内封されずリポソーム表面と相互作用を起こし付着したsiRNAも値に含まれることが示唆される。リポソームの組成のDSPC/Chol.モル比が7/3の方が8/1よりも平均粒子径が小さく、より良好な粒子が得られた。粒子径の増大は未封入のDY547-siRNAとリポソームとの静電的相互作用による凝集が原因であると考えられる。DSPCのような飽和脂肪酸を有するホスファチジルコリンはChol.を加えることによって相転移を消失させ、リポソームの膜流動性を高めることが報告されている。DSPC/Chol.モル比が7/3の方では、Chol.含量の増大によりDY547-siRNAがリポソーム膜の内水相により入り込みやすくなり、未封入のDY547-siRNAが減少したためと考えられる。
葉酸修飾リポソームでは、未修飾リポソームと比較してFA-PEG-DSPEの修飾に伴いゼータ電位が減少したことから、葉酸がリポソーム表面に修飾されたことが確認できた。また、薬物封入率は葉酸で修飾することにより減少した。その理由として、葉酸は負に帯電しており、リポソームに内封されずリポソーム表面に付着しているsiRNAと静電的反発を起こしたことが考えられる。以上の結果から、本目的のためのリポソーム組成はDSPC/Chol.モル比が7/3が好ましいことが明らかとなった。
(1)核酸封入リポソームの調製
薄膜水和法により葉酸修飾DY547標識siRNA封入リポソームを調製した。ナスフラスコにDSPC、Chol.及びステアリルアミン(SA)をを量りとり、適当量のクロロホルムに溶解し、ロータリーエバポレーターを用いて40℃の水浴上で溶媒を減圧留去して薄膜を調製した。これを一晩減圧乾燥した後、60℃の水浴中でMilli-Qに溶解させたDY547標識核酸 (vascular endothelial growth factor-small interfering RNA (VEGF-siRNA、ニッポンジーン) もしくはVEGF siRNAのガイド鎖とパッセンジャー鎖とを(株)ボナックが保有する技術である非ヌクレオチドリンカーで繋いだ一本鎖核酸(本明細書において「ボナック核酸」という)) 溶液を用いて水和し、10℃で30分間インキュベートし、核酸封入MLVを調製した。
調製した核酸封入MLVをエクストルーダー (LiposoFastTM-Pneumatic、AVESTIN) を用いて150~200 kPaの圧力で細孔径100 nmのフィルター(Nuclepore (登録商標) Track-Etch Membrane、Whatman) に41回透過させることによりサブミクロンサイズに微細化したリポソーム(ssLip)を調製した。
調製したsiRNA封入ssLipは1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N- [folate(polyethylene glycol)-2000] (FA-PEG-DSPE、Avanti) の水分散液と、ボナック核酸封入ssLipはStearoyl-Octa-Arginine (St-R8、BEX Co., Ltd.) の水分散液と、それぞれ等量混合し、40℃で1時間インキュベートすることにより、siRNA封入葉酸修飾リポソーム及びボナック核酸封入R8修飾ssLipを調製した。また、調製した核酸 (siRNAもしくはボナック核酸) 封入ssLipを、HBSS-MES buffer (pH 6.0) またはHBSS-MEPES buffer (pH 7.4)と等量混合して、未修飾リポソームとした。
(2)siRNA封入リポソームの粒子物性の評価
葉酸修飾DY547-siRNA封入リポソームの粒子物性を表1に示す。脂質組成はDSPC/Chol./SAを使用し、2通りの配合比(モル比)でリポソームを調製した。SAの正電荷とsiRNAの負電荷の静電的相互作用によりリポソーム内にsiRNAを封入した。いずれのリポソームにおいても薬物封入率は約100%と高い値を示し、FDをモデル薬物とした場合と比較して薬物封入率が向上した。その理由として、静電的相互作用によりリポソームとsiRNAとの相互作用が高かったためであると考えられる。そのため、siRNAを用いた場合の薬物封入率は、リポソームに内封されずリポソーム表面と相互作用を起こし付着したsiRNAも値に含まれることが示唆される。リポソームの組成のDSPC/Chol.モル比が7/3の方が8/1よりも平均粒子径が小さく、より良好な粒子が得られた。粒子径の増大は未封入のDY547-siRNAとリポソームとの静電的相互作用による凝集が原因であると考えられる。DSPCのような飽和脂肪酸を有するホスファチジルコリンはChol.を加えることによって相転移を消失させ、リポソームの膜流動性を高めることが報告されている。DSPC/Chol.モル比が7/3の方では、Chol.含量の増大によりDY547-siRNAがリポソーム膜の内水相により入り込みやすくなり、未封入のDY547-siRNAが減少したためと考えられる。
葉酸修飾リポソームでは、未修飾リポソームと比較してFA-PEG-DSPEの修飾に伴いゼータ電位が減少したことから、葉酸がリポソーム表面に修飾されたことが確認できた。また、薬物封入率は葉酸で修飾することにより減少した。その理由として、葉酸は負に帯電しており、リポソームに内封されずリポソーム表面に付着しているsiRNAと静電的反発を起こしたことが考えられる。以上の結果から、本目的のためのリポソーム組成はDSPC/Chol.モル比が7/3が好ましいことが明らかとなった。
(3)核酸封入リポソームによる核酸の網膜送達性の評価
上記(1)で得られた核酸封入リポソーム懸濁液(ssLip)をマウスに点眼投与してから、30分後にマウスの眼球を摘出し、参考例1(2)と同様の方法で、蛍光顕微鏡観察及び蛍光強度の数値化を行った。
図2(A)に、DY547-siRNA溶液およびDY547-siRNA封入リポソームの最初の点眼投与から30分後における網膜の観察画像を示す。DY547-siRNA溶液投与群では蛍光が認められなかったのに対し、DY547-siRNA封入リポソーム投与群では網膜においてDY547-siRNA由来の蛍光が観察された。また、葉酸修飾リポソーム投与群では他の群と比較してより強い蛍光が確認された。
図2(B)に、網膜IPLの蛍光強度を数値化した結果を示す。DY547-siRNA溶液投与群と比較して、葉酸修飾DY547-siRNA封入リポソームにおいて蛍光強度が有意に増大し、良好な網膜移行性を示した。この理由の一つとして、葉酸をリポソームへ表面修飾することで網膜色素上皮細胞に存在する葉酸受容体への標的指向性が付与されたことが考えられる。
上記(1)で得られた核酸封入リポソーム懸濁液(ssLip)をマウスに点眼投与してから、30分後にマウスの眼球を摘出し、参考例1(2)と同様の方法で、蛍光顕微鏡観察及び蛍光強度の数値化を行った。
図2(A)に、DY547-siRNA溶液およびDY547-siRNA封入リポソームの最初の点眼投与から30分後における網膜の観察画像を示す。DY547-siRNA溶液投与群では蛍光が認められなかったのに対し、DY547-siRNA封入リポソーム投与群では網膜においてDY547-siRNA由来の蛍光が観察された。また、葉酸修飾リポソーム投与群では他の群と比較してより強い蛍光が確認された。
図2(B)に、網膜IPLの蛍光強度を数値化した結果を示す。DY547-siRNA溶液投与群と比較して、葉酸修飾DY547-siRNA封入リポソームにおいて蛍光強度が有意に増大し、良好な網膜移行性を示した。この理由の一つとして、葉酸をリポソームへ表面修飾することで網膜色素上皮細胞に存在する葉酸受容体への標的指向性が付与されたことが考えられる。
図3に、ボナック核酸封入リポソームの網膜移行性を示した。SA含有リポソーム投与群では、媒体溶液と比較して、顕著に蛍光強度が増加して網膜移行性を示した。
図4に、ボナック核酸封入R8修飾リポソームの網膜移行性を示した。R8修飾リポソームにおいても、媒体溶液及び未修飾リポソーム(SA含有リポソーム)と比較して、顕著に蛍光強度が増加して、優れた網膜移行性を示した。
これらの結果から、核酸医薬を葉酸やR8で修飾したリポソームに封入することで、点眼によっても高効率に網膜へ核酸を送達できることが示された。
図4に、ボナック核酸封入R8修飾リポソームの網膜移行性を示した。R8修飾リポソームにおいても、媒体溶液及び未修飾リポソーム(SA含有リポソーム)と比較して、顕著に蛍光強度が増加して、優れた網膜移行性を示した。
これらの結果から、核酸医薬を葉酸やR8で修飾したリポソームに封入することで、点眼によっても高効率に網膜へ核酸を送達できることが示された。
実施例2 網膜静脈閉塞症 (RVO) モデルマウスにおけるボナック核酸封入リポソームの点眼投与による核酸の網膜送達性の評価
(1)網膜静脈閉塞症モデルマウスの作製
動物として、ddYマウス8週齢雄性(日本エスエルシー株式会社) を用いた。マウスにケタミン(120 mg/kg、Daiichi Sankyo Propharma) およびキシラジン(6 mg/kg、Bayer Healthcare) の配合剤を筋肉内投与で麻酔下、光増感剤であるローズベンガル(20 mg/kg、和光純薬工業株式会社) を尾静脈内に投与後、散瞳させるためにミドリン(登録商標)P (0.5%トロピカミド及び0.5%フェニレフリン塩酸塩: tropicamide・phenylephrine hydrochloride、参天製薬株式会社) をマイクロピペットにより5 μL点眼投与した。レーザーは眼底撮影装置であるMicron4 (Phoenix Research lab.) を用い、レーザー照射装置(MERIDIAN AG, Bierigutstrasse) を装着した。マウス右眼の視神経乳頭から3乳頭系離れた位置の網膜静脈に対して、レーザーを照射することで網膜静脈を閉塞させた(波長; 532 nm, スポットサイズ; 50 μm, 照射時間; 5 s, レーザー出力; 50 mW) 。静脈は1眼につき3本閉塞させ、1本の静脈に対して20~30回レーザーを照射し、眼底画像においてレーザーを照射した静脈が完全に閉塞していることを確認した。また、マウスの眼の乾燥を防ぐため、適宜ヒアレイン(登録商標)(精製ヒアルロン酸ナトリウム: hyalein、参天製薬株式会社) を適量点眼投与した。
(1)網膜静脈閉塞症モデルマウスの作製
動物として、ddYマウス8週齢雄性(日本エスエルシー株式会社) を用いた。マウスにケタミン(120 mg/kg、Daiichi Sankyo Propharma) およびキシラジン(6 mg/kg、Bayer Healthcare) の配合剤を筋肉内投与で麻酔下、光増感剤であるローズベンガル(20 mg/kg、和光純薬工業株式会社) を尾静脈内に投与後、散瞳させるためにミドリン(登録商標)P (0.5%トロピカミド及び0.5%フェニレフリン塩酸塩: tropicamide・phenylephrine hydrochloride、参天製薬株式会社) をマイクロピペットにより5 μL点眼投与した。レーザーは眼底撮影装置であるMicron4 (Phoenix Research lab.) を用い、レーザー照射装置(MERIDIAN AG, Bierigutstrasse) を装着した。マウス右眼の視神経乳頭から3乳頭系離れた位置の網膜静脈に対して、レーザーを照射することで網膜静脈を閉塞させた(波長; 532 nm, スポットサイズ; 50 μm, 照射時間; 5 s, レーザー出力; 50 mW) 。静脈は1眼につき3本閉塞させ、1本の静脈に対して20~30回レーザーを照射し、眼底画像においてレーザーを照射した静脈が完全に閉塞していることを確認した。また、マウスの眼の乾燥を防ぐため、適宜ヒアレイン(登録商標)(精製ヒアルロン酸ナトリウム: hyalein、参天製薬株式会社) を適量点眼投与した。
(2)ボナック核酸封入リポソームの点眼投与による核酸の網膜送達性の評価
上記(1)で得られたRVOモデルマウスに、ボナック核酸封入リポソーム懸濁液を点眼投与してから、30分後にマウスの眼球を摘出し、参考例1(2)と同様の方法で、蛍光顕微鏡観察を行い、網膜移行性を調べた。
結果を図5に示す。ボナック核酸を封入したリポソーム(SA含有リポソーム)及びR8修飾リポソーム投与群では、未処理マウスと比較して、顕著に蛍光強度が増加して、良好な網膜移行性を示した。R8修飾によりボナック核酸の網膜移行性はより向上した。
上記(1)で得られたRVOモデルマウスに、ボナック核酸封入リポソーム懸濁液を点眼投与してから、30分後にマウスの眼球を摘出し、参考例1(2)と同様の方法で、蛍光顕微鏡観察を行い、網膜移行性を調べた。
結果を図5に示す。ボナック核酸を封入したリポソーム(SA含有リポソーム)及びR8修飾リポソーム投与群では、未処理マウスと比較して、顕著に蛍光強度が増加して、良好な網膜移行性を示した。R8修飾によりボナック核酸の網膜移行性はより向上した。
実施例3 RVOモデルマウスにおける核酸(siRNAもしくはボナック核酸)封入リポソームの点眼投与による薬効評価
(1)投与条件
実施例2(1)と同様にして作製したRVOモデルマウスに、以下の要領で、核酸封入リポソームを点眼投与した。投与時間は2通り検討した。
1) 予防効果および治療効果の両面を検討する場合、レーザー照射1、3、6、12、24、36、48時間前にマウス右眼に点眼により5分おき3回頻回投与した。その後、レーザー照射にてマウス網膜の静脈を閉塞し、1、3、6時間後にマウス右眼に点眼により5分おき3回頻回投与した。
2) レーザー照射2、3、6、12、18、24、30、36時間後にマウス右眼に点眼により頻回投与した。点眼投与はマイクロピペットにより種々のVEGF-siRNAを封入したリポソーム懸濁液3 μLを右眼に投与した。RVOモデルマウスに薬物を投与しない群には同量のHBSS-HEPES bufferを投与し、vehicle群とした。
(1)投与条件
実施例2(1)と同様にして作製したRVOモデルマウスに、以下の要領で、核酸封入リポソームを点眼投与した。投与時間は2通り検討した。
1) 予防効果および治療効果の両面を検討する場合、レーザー照射1、3、6、12、24、36、48時間前にマウス右眼に点眼により5分おき3回頻回投与した。その後、レーザー照射にてマウス網膜の静脈を閉塞し、1、3、6時間後にマウス右眼に点眼により5分おき3回頻回投与した。
2) レーザー照射2、3、6、12、18、24、30、36時間後にマウス右眼に点眼により頻回投与した。点眼投与はマイクロピペットにより種々のVEGF-siRNAを封入したリポソーム懸濁液3 μLを右眼に投与した。RVOモデルマウスに薬物を投与しない群には同量のHBSS-HEPES bufferを投与し、vehicle群とした。
(2)Optical coherence tomography (OCT) による観察
1) の点眼スケジュールではレーザー照射24時間後、2) の点眼スケジュールではレーザー照射48時間後、マウスにケタミン(120 mg/kg、Daiichi Sankyo Propharma) およびキシラジン(6 mg/kg、Bayer Healthcare) の配合剤を筋肉内投与で麻酔を施した。ミドリン(登録商標)P (0.5%トロピカミド及び0.5%フェニレフリン塩酸塩: tropicamide・phenylephrine hydrochloride、参天製薬株式会社) を5 μL点眼投与し、Micron4 (Phoenix Research lab.) を用いて右眼のOCT画像を観察した(830 nm)。また、マウスの眼の乾燥を防ぐ
ため、適宜ヒアレイン(登録商標)(精製ヒアルロン酸ナトリウム: hyalein、参天製薬株式会社) を適量点眼投与した。
1) の点眼スケジュールではレーザー照射24時間後、2) の点眼スケジュールではレーザー照射48時間後、マウスにケタミン(120 mg/kg、Daiichi Sankyo Propharma) およびキシラジン(6 mg/kg、Bayer Healthcare) の配合剤を筋肉内投与で麻酔を施した。ミドリン(登録商標)P (0.5%トロピカミド及び0.5%フェニレフリン塩酸塩: tropicamide・phenylephrine hydrochloride、参天製薬株式会社) を5 μL点眼投与し、Micron4 (Phoenix Research lab.) を用いて右眼のOCT画像を観察した(830 nm)。また、マウスの眼の乾燥を防ぐ
ため、適宜ヒアレイン(登録商標)(精製ヒアルロン酸ナトリウム: hyalein、参天製薬株式会社) を適量点眼投与した。
(3)眼球凍結組織切片の作製と評価
OCTによる観察後、頚椎脱臼による安楽死を行い、眼球を摘出した。摘出した眼球を大過剰の生理食塩水で洗浄し、4%パラホルムアルデヒド中に2日間浸漬し組織を固定化した後、5、10、15、20%スクロース溶液(in phosphate buffer) 中で2時間おきに浸漬後、25%スクロース溶液(in phosphate buffer) 中で一晩浸漬した。その後、クリオモルド1号(Tissue-Tek(R) Cryomold、サクラファインテックジャパン(株)) 中にて組織凍結液(Tissue-Tek(R) O.C.T. Compound、サクラファインテックジャパン(株)) を添加して固定し、液体窒素にて急速凍結させ眼球を包埋した。包埋した眼球を、Cryostat (Leica CM1850) を用いて水平に割断していき、視神経が露出した位置で厚さが20 μmの薄片を切り出し、観察用切片を調製した。調製した切片をヘマトキシリン・エオジン染色し、網膜の全体像をオールインワン顕微鏡(BZ-9000、KEYENCE) を用いて観察した。得られた画像中の視神経から240 μmおきの位置の網膜の内顆粒層(INL) の厚さをImageJ (National Institute of Mental Health) によって数値化した。
結果を図6に示す。VEGF-siRNA封入葉酸修飾リポソーム投与群では、媒体溶液投与群と比較して、網膜の内顆粒層 (INL) の肥厚を顕著に抑制した(図6A)。また、ボナック核酸封入R8修飾リポソーム投与群でも、媒体溶液と比較して、INLの肥厚を顕著に抑制した(図6B)。
これらの結果から、葉酸又はオクタアルギニン(R8)修飾リポソームに抗VEGF活性を有する核酸を封入して点眼投与すると、該核酸が効率よく網膜に送達され、網膜疾患に対して治療効果を発揮することが示された。
OCTによる観察後、頚椎脱臼による安楽死を行い、眼球を摘出した。摘出した眼球を大過剰の生理食塩水で洗浄し、4%パラホルムアルデヒド中に2日間浸漬し組織を固定化した後、5、10、15、20%スクロース溶液(in phosphate buffer) 中で2時間おきに浸漬後、25%スクロース溶液(in phosphate buffer) 中で一晩浸漬した。その後、クリオモルド1号(Tissue-Tek(R) Cryomold、サクラファインテックジャパン(株)) 中にて組織凍結液(Tissue-Tek(R) O.C.T. Compound、サクラファインテックジャパン(株)) を添加して固定し、液体窒素にて急速凍結させ眼球を包埋した。包埋した眼球を、Cryostat (Leica CM1850) を用いて水平に割断していき、視神経が露出した位置で厚さが20 μmの薄片を切り出し、観察用切片を調製した。調製した切片をヘマトキシリン・エオジン染色し、網膜の全体像をオールインワン顕微鏡(BZ-9000、KEYENCE) を用いて観察した。得られた画像中の視神経から240 μmおきの位置の網膜の内顆粒層(INL) の厚さをImageJ (National Institute of Mental Health) によって数値化した。
結果を図6に示す。VEGF-siRNA封入葉酸修飾リポソーム投与群では、媒体溶液投与群と比較して、網膜の内顆粒層 (INL) の肥厚を顕著に抑制した(図6A)。また、ボナック核酸封入R8修飾リポソーム投与群でも、媒体溶液と比較して、INLの肥厚を顕著に抑制した(図6B)。
これらの結果から、葉酸又はオクタアルギニン(R8)修飾リポソームに抗VEGF活性を有する核酸を封入して点眼投与すると、該核酸が効率よく網膜に送達され、網膜疾患に対して治療効果を発揮することが示された。
本発明のリポソーム製剤は、点眼投与により内封した薬物(好ましくは核酸)を後眼部に効率よく送達させることができるので、未だ上市されていない、点眼剤としての後眼部疾患の治療薬の開発が期待できる。即ち、後眼部疾患の非侵襲的な治療を可能とし、アンメットメディカルニーズに応えるものであるから、極めて有用である。
本出願は、2019年3月20日付で日本国に出願された特願2019-053908を基礎としており、ここで言及することによりそれらの内容は全て本明細書に包含される。
Claims (9)
- 以下の(A)~(D):
(A)ジステアロイルホスファチジルコリン、ジミリストイルホスファチジルコリン、ジパルミトイルホスファチジルコリン、卵黄レシチン及びそれらの水素添加物からなる群より選択される1種以上のリン脂質;
(B)コレステロール、コレステロールエステル、コレスタノール、及びデヒドロコレステロールからなる群より選択される1種以上のステロイド骨格を有する化合物;
(C)ステアリルアミン、ジドデシルジメチルアンモニウムブロマイド及びジセチルホスフェートからなる群より選択される1種の荷電物質;及び
(D)葉酸誘導体、オクタアルギニン、ポリリジン及び細胞内貫入ペプチドからなる群より選択される表面修飾剤;
の成分を含んでなる、点眼により後眼部へ薬物を送達するためのリポソーム製剤であって、平均粒子径が600 nm以下である製剤。 - 平均粒子径が200 nm以下である、請求項1に記載のリポソーム製剤。
- 成分(D)が、葉酸誘導体、オクタアルギニン又は細胞内貫入ペプチドである、請求項1又は2に記載のリポソーム製剤。
- 表面電位が+20~60 mVである、請求項1~3のいずれか一項に記載のリポソーム製剤。
- 薬物が核酸である、請求項1~4のいずれか一項に記載のリポソーム製剤。
- 請求項1~4のいずれか一項に記載のリポソーム製剤に、後眼部疾患の予防又は治療に有効な高分子が封入されてなる、後眼部疾患予防又は治療剤。
- 高分子が核酸である、請求項6に記載の剤。
- 核酸が、siRNA、一本鎖核酸又は修飾核酸である、請求項7に記載の剤。
- 点眼剤である、請求項6~8のいずれか一項に記載の剤。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021507427A JPWO2020189773A1 (ja) | 2019-03-20 | 2020-03-19 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019053908 | 2019-03-20 | ||
JP2019-053908 | 2019-03-20 |
Publications (1)
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