Comparative ocular and systemic pharmacokinetics of lifitegrast delivered by an eye drop and chamber- and surface-loaded contact lenses in rabbits

目の治療は、タイミングと量のゲームです。眼表面は、異物を絶えず洗い流す繊細な自己洗浄システムです。人が標準的な目薬を点眼すると、液体はまぶたの下の小さなポケットを満たしますが、目の自然な排水作用と瞬きによって、その大部分は数分以内に掃き出されてしまいます。この急速な消失により、炎症や感染症と戦うために必要な深い組織に到達する薬は、ごくわずかな一部に過ぎません。乾燥目のように、何時間も目に一定レベルの薬を保持し続けることが目標となる慢性疾患の場合、この一過性の接触が治療を困難にし、不安定なものにします。患者は必要な薬物レベルを維持することに苦労することが多く、それが、薬物のデリバリー不足という根本的な問題を解決できないまま、頻繁な再投与のサイクルを生むことにつながります。

研究者たちは、薬をより長く目に留める方法を長年模索してきました。そして、一つの有望な道筋となっているのが、治療用コンタクトレンズです。視力を矯正するために目に載せる標準的なレンズとは異なり、薬を充填したレンズは、薬物を表面にゆっくりと放出するように設計された貯蔵庫として機能します。しかし、科学者たちは実験室でこれらのレンズを作成してきましたが、それらが従来の目薬と比較して、実際にどれだけ多くの薬物を眼組織に届けているかについての直接的な証拠はほとんどありませんでした。ウサギを用いた新しい研究は、標準的な目薬と2種類のプロトタイプ・コンタクトレンズを比較することで、この不確実性を解決しようと試みました。具体的には、リフテグラストという薬が角膜、結膜、およびその他の眼部へどれだけ正確に到達したかを測定しました。

研究チームは、乾燥目の治療に使用される、眼表面を損傷させる炎症をブロックする働きを持つ特定の薬剤、リフテグラストを用いました。彼らはウサギに対して3つの投与方法を用意しました。標準的な目薬、液状の薬物を保持する隠された内部チャンバーを持つコンタクトレンズ、そして表面に直接薬物がコーティングされたコンタクトレンズです。研究者らはこれらの処置を動物に施し、その後、12時間にわたる経過の中で、血液および様々な眼組織中に存在する薬物の量を注意深く測定しました。また、溶液が目を刺激しないことを確認するために、安全性のテストも行いました。

結果は、投与方法によって目がどのように薬物を処理するかに明確な違いがあることを示しました。薬が目薬として投与された場合、血液や眼組織には迅速に現れましたが、消失も同様に速く、2時間以内に検出限界以下まで低下しました。対照的に、コンタクトレンズは薬物をシステム内にずっと長く保持していました。内部チャンバーを持つレンズは、薬物をゆっくりと着実に放出し、レンズを装着している6時間の間、眼内で一定の存在感を維持しました。表面コーティング型のレンズは、直後に大量の薬物をバースト（爆発的）に放出し、その後に緩やかな放出へと移行しましたが、それでも目薬よりは長い間、薬物を検出可能な状態に保っていました。

研究者が眼組織への薬物の総曝露量を計算したところ、レンズは目薬よりもはるかに効果的であることが証明されました。内部チャンバーを持つレンズは、目薬と比較して角膜内の薬物量を3倍に増加させました。表面コーティング型のレンズによる増加はさらに劇的で、角膜における薬物曝露量を111倍に増加させました。この圧倒的な増加は、コンタクトレンズが目の自然な洗浄作用を克服することに成功したことを示唆しています。また、研究では、レンズが前角部（角膜前部）の液体の消失速度を遅らせることで、薬物を眼の中に長く留め、レンズと目の間の薄い層の中に薬物を閉じ込めることに成功したことも判明しました。

これがどのようにして起こったのかを正確に理解するために、研究者たちはレンズから眼組織への薬物の移動をシミュレートするコンピュータモデルを構築しました。このモデルは、レンズが薬物の処理方法を変えることを裏付けました。チャンバー充填型レンズについては、モデルはレンズが装着されている間、目の表面からの薬物の消失率が大幅に低下することを示しました。表面充填型レンズについては、モデルは、高濃度の薬物が組織に直接保持されているためと思われる、角膜への薬物の吸収がより速いことを示しました。研究では、これらの知見がヒトにどのように移行するかについても検討されました。モデルをヒトの眼のサイズに合わせて調整することで、研究者たちは、コンタクトレンズによる1日1回の投与が、ヒトの角膜において、目薬の1日2回の投与と同等のレベルの薬物曝露を提供できることをシミュレーションしました。

研究は、レンズに課題がないわけではないことも明らかにしました。表面充填型レンズは、最も大量の薬物を届けた一方で、初期の吸収後に角膜からの消失速度を速めました。これは、高濃度の薬物が一部を表面側へと押し戻したためと考えられます。さらに、レンズは眼内の薬物量を増加させた一方で、血中の薬物量も増加させたため、さらなる調査が必要な安全性に関する疑問を投げかけました。研究者たちは、これらの特定のレンズを長時間装着することの安全性は完全にはテストされていないこと、また、表面充填型で使用された高濃度分については、低濃度分と同じような方法での刺激テストが行われていないことを指摘しました。

最終的に、この研究は、コンタクトレンズが従来の目薬と比較して、眼組織に到達する薬物の量を大幅に増強できるという最初の直接的な証拠を提供するものです。この研究は、薬物を表面に保持し、目の自然な洗浄プロセスを遅らせることによって、レンズが現在の目薬による治療の主要な限界を克服できることを示しています。表面充填型レンズは最も劇的な薬物デリバリーを示しましたが、内部チャンバー型レンズは、より制御された安定した放出を実現しました。これらの知見は、将来、薬物を充填したレンズによる1日1回の適用が、1日複数回の目薬の必要性に取って代わり、慢性的な眼疾患に対してより一貫した効果的な治療法を提供できる可能性を示唆しています。しかし、著者らは、これらの結果は動物実験とシミュレーションに基づいたものであることを強調しており、このような治療が現実のものとなる前に、ヒトにおける安全性と有効性を確認するためのさらなる研究が必要であると警告しています。