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新規な生体外角膜モデルにおける眼内薬物送達の迅速評価
Rapid assessment of ocular drug delivery in a novel ex vivo corneal model.
PMID: 32678110 DOI: 10.1038/s41598-020-68254-1.
抄録
局所適用による薬物送達は、眼内注射よりも高い患者受容性と低い罹患率を有しているが、多くの眼科治療薬は、局所適用後に眼内に入ることができず、後区画に到達することができない。局所適用後の後セグメント送達に向けた第一段階は、眼表面への浸透であり、既存のモデルはin vivoであるか、または大量の組織を使用している。そこで我々は、候補となる神経保護siRNAの浸透を評価するために、ブタとヒトの角膜と強膜（直径5mm）の円板を用いた新しいex vivoモデルを開発した。漏れが発生しないことを実証するために、無傷の角膜を貫通しないはずのデキストランブルーを適用し、我々のモデルではそうしなかった。フルオレセインの浸透（0.09％）は、60分後にはロダミンB（6.98％）よりも少なく、siCASP2の浸透は60分後には0.01％であった。塗布したsiCASP2を2分後に洗い流すと、60分後には0.071%がブタの角膜に、0.0002%がヒトの角膜に、0.001%がヒトの強膜に浸透していた。我々のex vivoモデルは、候補となる外用療法の経角浸透を迅速かつ費用対効果の高い方法で評価し、siRNAなどの潜在的な治療法の経角浸透率を少量のヒトまたは動物組織で評価することを可能にしています。
Drug delivery by topical application has higher patient acceptance and lower morbidity than intraocular injection, but many ophthalmic treatments are unable to enter the eye or reach the posterior segment after topical application. The first stage towards posterior segment delivery after topical application is ocular surface penetration and existing models are in vivo or use large quantities of tissue. We therefore developed a novel ex vivo model using discs of porcine and human cornea and sclera (5 mm diameter) to assess penetration of a candidate neuroprotective siRNA. siRNA against caspase 2 or control solutions of known penetrance were applied to the corneal epithelial surface and trans-corneal penetration and corneal adsorbance measured at fixed time points. To demonstrate that leakage did not occur, we applied dextran blue, which should not penetrate the intact cornea and did not do so in our model. Fluorescein penetration (0.09%) was less than rhodamine B (6.98%) at 60 min. siCASP2 penetration was 0.01% by 60 min. When the applied siCASP2 was washed off after 2 min, (representing lacrimal drainage) 0.071% penetrated porcine cornea by 60 min and 0.0002% penetrated human cornea and 0.001% penetrated human sclera. Our ex vivo model rapidly and cost-effectively assesses transcorneal penetration of candidate topical therapies, allowing rates of trans-corneal penetration for potential therapies such as siRNA to be evaluated with small quantities of human or animal tissue.