網膜色素変性治療をめざした経強膜ウノプロストン徐放法の開発

文献情報

• 文献番号: 201415022A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: 網膜色素変性治療をめざした経強膜ウノプロストン徐放法の開発
• 課題番号: H24-難治等(難)-一般-067
• 研究年度: 平成26(2014)年度
• 研究代表者(所属機関): 阿部 俊明(東北大学 大学院医学系研究科)

研究分担者(所属機関)

• 中澤徹(東北大学　大学院医学系研究科)
• 西澤松彦(東北大学　大学院工学系研究科)
• 梶弘和(東北大学　大学院工学系研究科)
• 永井展裕(東北大学　大学院医学系研究科)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 疾病・障害対策研究分野 【補助金】 難治性疾患等克服研究（難治性疾患克服研究）
• 研究開始年度: 平成24(2012)年度
• 研究終了予定年度: 平成26(2014)年度
• 研究費: 65,411,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

我々は分子量にかかわらず初期バーストなしに長期間、網膜に薬剤徐放可能なデバイスを開発してきた。デバイス移植は眼内ではなく結膜下（強膜上）であるため安全性も高く、問題が生じた場合はすぐに摘出できる。高齢者は点眼を忘れがちであるなどの問題点も解決し、適切な薬剤さえあれば様々な網膜疾患や眼疾患以外にも利用できる利点がある。本年度はこのデバイスにBKチャンネル活性化による網膜保護の可能性が報告された緑内障薬ウノプロストン（UNO）をデバイス化して、24年度から開始した研究成果を基に、最終の今年度はデバイス埋殖の安全性試験などを追加し、非臨床POC取得を目標にする。

研究方法

本研究課題の最終目標である非臨床POC取得のため、以下の試験を行う。
①デバイス規格決定。
②デバイス埋殖安全性試験：今年度は2週間/13週間/24週間埋植毒性試験（医薬品GLP）のデバイス移植の安全性検査をGLP試験で行う。
③特許取得のアプローチを継続。
④PMDA対面助言を行う。
⑤デバイスの医療機器としてのGLP安全性試験を行う。
⑥GMP基準のデバイス製造について検討を開始する。
⑦疾患レジストリーの作成について検討を開始する。

結果と考察

デバイスの滅菌方法の決定が決定し、加速試験で薬剤徐放に影響のないことを確認した。このデバイスはこれまでの検討どおりデバイスはTEG100％、薬剤徐放膜・薬剤ペレット化はPEG/TEG40％でウノプロストン濃度は最大500mg/mlと考えられた。また、本デバイスは4℃で薬剤UNOの徐放が抑えられ、37℃で至適濃度を徐放することを確認した。一方、生体内とPBS内では徐放量に若干差がある可能性も考えられた。デバイスの安全性GLP試験を行った。2週間/13週間/24週間埋植毒性試験（医薬品GLP）で行い、経過中に異常所見は見られず、網膜電図等にも異常は見られなかった。24週間埋殖試験においてヒトへの応用にヒト徐放量を上回るUNOの徐放を確保するために、デバイスの2個埋殖を行ったが、メスウサギ3匹（合計6匹）にデバイスの1つが脱落していることが判明した。2個埋殖したオスウサギに脱落は見られなかった。尚最終的な病理所見の結果がまだ確定していない。
PCT出願していた特許であるが、中国で平成25年11月に取得できたのに引き続き、26年6月には米国で、11月には日本でも取得できた。EUは現在公開中であるが、侵害特許がないことが判明したので、近い将来取得できる予定である。
平成26年11月にPMDAと対面助言を実施した。非臨床試験の充足性と毒性試験デザインの妥当性について相談したが、我々が希望するデバイスの1年埋殖について解決しなければならないいくつかの問題点が明らかになった。これらは1)ウサギとサルの網膜内M1濃度データからヒトにおける眼局所暴露量の推定、2)URDの薬剤バーストを想定した影響の評価（GLP）、3)埋植URD摘出後のリスク評価（GLP）、4)URDの9-12か月埋植毒性試験（GLP）、5)サル埋植試験における黄斑機能評価である。
デバイスの医療機器としての安全性試験を行った。細胞毒性試験、感作性試験、刺激性試験、急性毒性試験、亜急性毒性試験、遺伝毒性試験（復帰突然変異試験（Ames試験）及び染色体異常試験）を行い、細胞毒性試験の直接法において弱い毒性が推測された。Non-GLPで施行した網膜色素上皮細胞においては毒性が見られなかったために、再検予定である。
デバイス作成は企業と合同で行う予定であるが、アールテック・ウエノにはデバイス製造施設がないために、アールテック・ウエノ社が指定するGMP施設で製造予定。
本研究の目標は非臨床POC取得であるが、将来の治験開始に向けて疾患レジストリー作成の準備を開始した。

結論

網膜色素変性の新しい治療法開発に向けたデバイスの検討が進み、6ヶ月の埋殖であればほぼ非臨床POCを取得できたと判断する。明確にする内容が明らかになったので、これらに速やかに対応し治験対応の準備をしたい。

公開日・更新日

• 公開日: 2015-06-26
• 更新日: -

文献情報

• 文献番号: 201415022B
• 報告書区分: 総合
• 研究課題名: 網膜色素変性治療をめざした経強膜ウノプロストン徐放法の開発
• 課題番号: H24-難治等(難)-一般-067
• 研究年度: 平成26(2014)年度
• 研究代表者(所属機関): 阿部 俊明(東北大学 大学院医学系研究科)

研究分担者(所属機関)

• 中澤徹(東北大学　大学院医学系研究科)
• 西澤松彦(東北大学　大学院工学系研究科)
• 梶弘和(東北大学　大学院工学系研究科)
• 永井展裕(東北大学　大学院医学系研究科)
• 大浪英之(東北大学　大学院医学系研究科)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 疾病・障害対策研究分野 【補助金】 難治性疾患等克服研究（難治性疾患克服研究）
• 研究開始年度: 平成24(2012)年度
• 研究終了予定年度: 平成26(2014)年度
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

失明疾患の上位は網膜疾患が占める。網膜疾患は高齢者に多いため、超高齢化社会を迎えた日本では有効な治療法のない難治性網膜疾患が更に増加すると考えられる。近年、血管新生を伴う網膜疾患に対し薬剤の硝子体内注射が有効であることが判明し、網膜疾患も薬剤治療の対象に考えられるようになった。しかし、慢性の経過をとる網膜疾患に対して現状の眼内投与法では実用化が難しい。我々は分子量にかかわらず初期バーストなしに長期間、網膜に薬剤徐放可能なデバイスを開発し、報告してきた。安全性も高く、高齢者は点眼を忘れがちである、などの問題点も解決し、適切な薬剤さえあれば様々な網膜疾患や眼疾患以外にも利用できる利点がある。一方、緑内障薬ウノプロストン（UNO）は網膜保護効果があることが報告され、点眼でも網膜保護効果の可能性が報告された。したがって、本研究期間中にUNOをデバイス化して、網膜色素変性治療法開発に向けて非臨床POC取得することを目標にした。

研究方法

24年度は薬効と薬物動態の評価から開始した。薬効はラットの遺伝性網膜変性や網膜光障害モデルで評価し、薬物動態は点眼の資料もある正常ウサギを利用した。同時にデバイス規格決定のための検討を行ったが、デバイス歩留まり率、サイズ、滅菌法等の検討から開始した。25年度はnon-GLPでのADMEやデバイスの移植方法、短期薬物動態、局所安全性試験を行い、GLP試験のための準備を行い、24年度から継続をしていた長期の薬効をウサギ網膜変性モデルで評価した。26年度は最終的に非臨床POC取得めざし、デバイス埋殖の安全性試験（2W, 13W, 24W）をGLPで実施した。GMP準拠デバイス製造と疾患レジストリー構築について検討を開始した。研究グループは臨床研究推進センターと企業と合同でPMDAと事前面談を行い、26年11月には対面助言を行い、今後の方向性が決定した。

結果と考察

１．デバイス規格決定が決定した。デバイスの滅菌はEOGガス滅菌が最適と判断された。さらに耐久性試験については加速試験で検討したが薬剤徐放に影響のないことを確認した。
２．薬効評価は１）まずUNOの細胞保護効果を培養細胞（RPEJ）の低酸素・低栄養負荷培養で細胞保護効果が見られ、活性酸素濃度産生が抑制された。２）網膜光障害モデル、３）遺伝性網膜障害での網膜保護効果が確認できた。４）遺伝性網膜変性ウサギでも網膜変性早期移植群と網膜変性が進行してからデバイス移植を行い50週間の経過観察を行ったが非移植眼に比較して有意に振幅の低下が抑制されていることが判明した。
３．デバイス埋殖安全性試験を行った。ラット、ウサギともにUNO徐放デバイス群ではERGのa,b波振幅値や潜時に変化はなく、形態的にも差はなく、網膜機能の変化はないと推定された。さらに、デバイス規格決定後は2週間/13週間/24週間埋植毒性試験（医薬品GLP）を行った。経過中に異常所見は見られず、網膜電図等にも異常は見られなかった。
４．薬物動態はウサギ網膜で6ヶ月後も網膜内に徐放が確認できた。10±2 ug/日徐放デバイス移植6か月の時点でのウノプロストン濃度は3ヶ月時点で測定した網膜内濃度よりも減少していたが、ウノプロストン点眼4時間後と同レベル以上の濃度が維持されていた。ヒトと同じ規格を持ったデバイスでサルに移植して比較すると、3か月時点より6か月時点の方が網膜内UNO濃度が高いことが判明した。脈絡膜、血漿、眼房水中のウノプロストン濃度を測定した結果、脈絡膜中では点眼対比約5倍のウノプロストンが測定された。また血漿へのウノプロストンの移行は少ないことが推定された（点眼対比0.27倍）。
５．デバイスの医療機器としての安全性試験として、細胞毒性試験、感作性試験、刺激性試験、急性毒性試験、亜急性毒性試験、遺伝毒性試験（復帰突然変異試験（Ames試験）及び染色体異常試験）（以上GLP試験）を行った。その結果感作性試験、刺激性試験、急性毒性試験、亜急性毒性試験、遺伝毒性試験（復帰突然変異試験（Ames試験）及び染色体異常試験）において異常は見られなかった。しかし、細胞毒性試験の直説法においてV79細胞のみが弱い細胞毒性が見られた。網膜色素上皮細胞株RPEJを用いて検討した時には見られない結果であった。
６．中国、米国、日本で取得できた。EUも取得できる予定である。
７．PMDAと対面助言を実施し、治験までの明らかにする内容が決まった。
８．デバイス作成はアールテック・ウエノ社が指定するGMP施設で製造予定になった。

結論

網膜色素変性の新しい治療法開発に向けたデバイスの検討が進み、6ヶ月の埋殖であればほぼ非臨床POCを取得できたと判断する。治験開始については明確にする内容が明らかになったので、これらに速やかに対応し治験に望みたい。

公開日・更新日

• 公開日: 2015-06-26
• 更新日: -

行政効果報告

• 文献番号: 201415022C

成果

• 専門的・学術的観点からの成果: 高齢者が増え失明疾患は今後さらに増加すると予想される。我々が作製した薬剤徐放デバイスは眼内に手をつけないので安全で、バーストがなく、長期にわたり持続的に薬剤を徐放できる過去にないものになった。網膜色素変性を始めとする難治性網膜疾患に利用できる可能性を示し、他疾患へも応用できることを考慮すると、行政に及ぼす効果は大きい。現在はGMPデバイスができPMDAと治験の妥当性について相談している。局所徐放は薬剤投与の無駄を省き、現在日本が目指す医療費削減に貢献できる可能性がある。
• 臨床的観点からの成果: 動物実験では網膜変性の進行を抑制する薬物が報告されても、臨床応用が難しい理由の1つに薬剤の投与方法の難しさがあった。我々のデバイスは過去の薬剤投与の問題を解決する画期的なものになった。今回は網膜保護が報告された緑内障治療薬ウノプロストンを徐放させたが、網膜色素変性以外にも効果がある可能性があり、他の薬剤を徐放した場合は、それぞれの薬効に応じた効果が考えられる。分子生物学や創薬科学が進歩するにつれて新しい薬剤がつくられる可能性があるが、その利用に本システムが貢献できると考えられる。
• ガイドライン等の開発: 特定の疾患を対象にしたものではないので疾患ガイドラインはない。しかし、今回の試験で薬剤は局所で持続的に投与できることが判明した。これまでは点眼や、最近よく行われる眼内注射が眼疾患治療法の中心であったが、両者の問題点を補う形で使用できるようになる可能性があり、将来は本デバイス利用のガイドラインなどが必要になる可能性がある。
• その他行政的観点からの成果: 眼科治療の1つに点眼治療があるが、せっかくいい点眼があっても点眼を忘れる、あるいは点眼ができない人などが存在することが問題点としてあげられる。また、最近行われる眼内注射は慢性疾患に適応は難しい。我々のデバイス移植は、これらの問題へも対応できアドヒアランス向上にもつながる。様々な薬剤が徐放できるようになれば、いわゆるドラック・リポジショニングなど創薬プロセスの革新にも取り組むことにもなり、行政施策にも貢献できると考える。
• その他のインパクト: 本研究開発は経過中にプレスリリースが行われ、新聞数社にも我々の開発事項が取り上げられた。研究代表者、分担者、東北大学臨床研究推進センターはアールテック・ウエノ社と合同で研究開発を進めてきたものであり、特許を取得し、産学連携がうまく推進された例と考える。また、工学研究者の技術と知識がうまく臨床に応用でき、これからの治療法開発に役立てることができる。

発表件数

• 原著論文（和文）: 20件
• 原著論文（英文等）: 63件
• その他論文(和文): 0件
• その他論文(英文等): 0件
• 学会発表(国内学会): 150件
• 学会発表(国際学会等): 65件
• その他成果(特許の出願): 14件
• その他成果(特許の取得): 1件 ; 日本（特許第5641483号）、米国（US8642066）、米国継続出願（US9005651）、中国（CN102573813）、欧州（EP2481399）
• その他成果(施策への反映): 0件
• その他成果(普及・啓発活動): 16件

特許

• 特許の名称: 細胞担持パターン化ナノ薄膜
• 詳細情報: 分類: ; 特許番号: PCT/JP2014/67852 ; 発明者名: 梶 弘和、藤枝俊宣、森 好弘、西澤松彦、阿部俊明、永井展裕 ; 権利者名: 国立大学法人東北大学 ; 出願年月日: 20140627

• 特許の名称: 形状制御されたナノシート及びその製造方法
• 詳細情報: 分類: ; 特許番号: 特願2015-043990 ; 発明者名: 岩瀬英治, 新保創太, 武岡真司, 藤枝俊宣, 梶 弘和, 阿部俊明 ; 権利者名: 国立大学法人東北大学 ; 出願年月日: 20150305

• 特許の名称: 網膜保護薬剤、及び網膜疾患治療用徐放デバイス
• 詳細情報: 分類: ; 特許番号: 特願2015-93869 ; 発明者名: 中澤徹、阿部俊明、永井展裕 ; 権利者名: 国立大学法人東北大学 ; 出願年月日: 20131114

• 特許の名称: 眼底解析装置及び眼底観察装置
• 詳細情報: 分類: ; 特許番号: 特願2014-182326 ; 発明者名: 中澤徹 ; 権利者名: 国立大学法人東北大学 ; 出願年月日: 20140908

• 特許の名称: 持続性ドラッグデリバリーシステム
• 詳細情報: 分類: ; 特許番号: WO2011/021594（日本（特許第5641483号）、米国（US8642066）、米国継続出願（US9005651）、中国（CN102573813）、欧州（EP2481399）） ; 発明者名: 阿部俊明、永井展裕、梶弘和、川島丈明、西澤松彦、西田幸二 ; 権利者名: 国立大学法人東北大学 ; 出願年月日: 20100810 ; 取得年月日: 20110224 ; 国内外の別: 国際

主な原著論文20編（論文に厚生労働科学研究費の補助を受けたことが明記された論文に限る）

• 原著論文1: Nagai N, Kaji H, Onami H, et al. ; A Platform for Controlled Dual-Drug Delivery to the Retina: Protective Effects against Light-Induced Retinal Damage in Rats ; Adv Healthc Mater , 3 (10) , 1555-1560 (2014); 10.1002/adhm.201400114
• 原著論文2: Nagai N, Kaji H, Onami H, et al. ; A polymeric device for controlled transscleral multi-drug delivery to the posterior segment of the eye ; Acta Biomater , 10 (2) , 680-687 (2014); 10.1016/j.actbio.2013.11.004
• 原著論文3: Onami H, Nagai N, Kaji H, et al; Transscleral sustained vasohibin-1 delivery by a novel device suppressed experimentally induced choroidal neovascularization; PLoS ONE , 8 (3) , e58580- (2013); 10.1371/journal.pone.0058580
• 原著論文4: Zhaleh Kashkouli Nezhad, Nagai N, Yamamoto K, Kaji H, Nishizawa M, Saya H, Nakazawa T, Abe T; Application of clotrimazole via a novel controlled release device provides potent retinal protection; J Mater Sci Mater Med , 26 (9) , 5561- (2015); 10.1007/s10856-015-5561-9
• 原著論文5: Nagai N, Koyanagi E, Izumida Y, Liu J, Katsuyama A, Kaji H, Nishizawa M, et. al.; Long-term protection of genetically ablated rabbit retinal degeneration by sustained transscleral Unoprostone delivery; Invest Ophthalmol Vis Sci , 57 (15) , 6527-6538 (2016); 10.1167/iovs.16-20453
• 原著論文6: Nagai N, Iwata S, Kaji H, Sampei K, Katsukura Y, Onami H, Nishizawa M, Nakazawa T, et al; Protective effects of sustained transscleral unoprostone delivery against retinal degeneration in S334ter rhodopsin mutant rats; J Biomed Mater Res B Appl Biomater , 104 (8) , 1730-1737 (2016); 10.1002/jbm.b.33522
• 原著論文7: Suzuki J, Nagai N, Nishizawa M, Abe T, K; Electrochemical manipulation of cell populations supported by biodegradable polymeric nanosheets for cell transplantation therapy.; Biomater Sci , 31 (5) , 216-222 (2017); 10.1039/c6bm00852f
• 原著論文8: Yamada S, Nagai N, Saijo S, et al; Controlled basic fibroblast growth factor release device made of poly(ethyleneglycol) dimethacrylates for creating a subcutaneous neovascular bed for cell transplantation.; J Biomed Mater Res A , 105 (11) , 3017-3024 (2017); 10.1002/jbm.a.36153
• 原著論文9: Taro Kondo, Zhaleh Kashkouli Nezhad, Jin Suzuki, et al; A self-deploying drug release device using polymeric films; J. Biomed. Mater. Res. B Appl. Biomater. , 106 (2) , 780-786 (2018); 10.1002/jbm.b.33887
• 原著論文10: Song Y, Nagai N, Saijo S, et al; In situ formation of injectable chitosan-gelatin hydrogels through double crosslinking for sustained intraocular drug delivery.; Mater Sci Eng C Mater Biol , 88 , 1-12 (2018); 10.1016/j.msec.2018.02.022.
• 原著論文11: Nagai N, Yamada S, Kawasaki J, et al; Pharmacokinetic and Safety Evaluation of a Transscleral Sustained Unoprostone Release Device in Monkey Eyes.; Invest Ophthalmol Vis Sci , 59 (2) , 644-652 (2018); 10.1167/iovs.17-22429.
• 原著論文12: Chen LJ, Ito S, Kai H, et al; Microfluidic co-cultures of retinal pigment epithelial cells and vascular endothelial cells to investigate choroidal angiogenesis.; Sci Rep. , 14 (1) , 3538- (2017); 10.1038/s41598-017-03788-5.
• 原著論文13: Kaji H, Nagai N, Nishizawa M, Abe T.; Drug delivery devices for retinal diseases.; Adv Drug Deliv Rev. , 128 (15) , 148-157 (2017); 10.1016/j.addr.2017.07.002.
• 原著論文14: Nagai N, Saijo S, Song Y, Kaji H, Abe T.; A drug refillable device for transscleral sustained drug delivery to the retina; European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics , 136 (3) , 184-191 (2019); 10.1016/j.ejpb.2019.01.024.

公開日・更新日

• 公開日: 2016-05-26
• 更新日: 2019-06-03

収支報告書

• 文献番号: 201415022Z