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

Het behandelen van het oog is een spel van timing en volume. Het oppervlak van het oog is een delicaat, zelfreinigend systeem dat vreemde stoffen voortdurend wegspoelt. Wanneer iemand een standaard oogdruppel aanbrengt, vult de vloeistof het kleine zakje onder het ooglid, maar de natuurlijke afvoer en het knipperen van het oog vegen het grootste deel ervan binnen enkele minuten weg. Deze snelle klaring betekent dat slechts een fractie van de medicatie de diepere weefsels bereikt waar deze nodig is om ontsteking of infectie te bestrijden. Voor chronische aandoeningen zoals droge ogen, waarbij het doel is om gedurende vele uren een constant niveau van medicatie op het oog te houden, maakt dit vluchtige contact de behandeling moeilijk en inconsistent. Patiënten hebben vaak moeite om de noodzakelijke medicijnspiegels te handhaven, wat leidt tot een cyclus van frequente herapplicatie die zelden het onderliggende probleem van slechte toediening oplost.

Onderzoekers zoeken al lang naar manieren om medicijnen langer op het oog te houden, en een veelbelovende weg is de therapeutische contactlens. In tegen afstelling van een standaardlens die op het oog zit om het zicht te corrigeren, is een met medicijnen beladen lens ontworpen om te fungeren als een reservoir, dat medicatie langzaam direct op het oppervlak afgeeft. Hoewel wetenschappers deze lenzen in het laboratorium hebben gecreëerd, is er weinig direct bewijs dat ze daadwerkelijk meer medicatie in de oogweefsels afleveren dan een traditionele druppel. Een nieuwe studie uitgevoerd op konijnen probeerde deze onzekerheid weg te nemen door een standaard oogdruppel te vergelijken met twee verschillende soorten prototype-contactlenzen, waarbij exact werd gemeten hoeveel van het medicijn, lifitegrast, in de cornea, de conjunctiva en andere delen van het oog terechtkwam.

Het team werkte met een specifiek medicijn dat wordt gebruikt bij de behandeling van droge ogen, bekend als lifitegrast, dat werkt door de ontsteking te blokkeren die het oogoppervlak beschadigt. Ze bereidden drie toedieningsmethoden voor de konijnen voor: een standaard oogdruppel, een contactlens met een verborgen interne kamer die de vloeibare medicatie vasthield, en een contactlens waarbij de medicatie direct op het oppervlak was aangebracht. De onderzoekers bestuurden deze behandelingen aan de dieren en maten vervolgens zorgvuldig de hoeveelheid medicijn die op verschillende tijdstippen gedurende twaalf uur in het bloed en in diverse oogweefsels aanwezig was. Ze testten ook de veiligheid van de oplossingen om er zeker van te zijn dat deze het oog niet zouden irriteren.

De resultaten toonden een duidelijk verschil in hoe het oog de medicatie verwerkte, afhankelijk van de toedieningsmethode. Wanneer het medicijn als oogdruppel werd toegediend, verscheen het snel in het bloed en de oogweefsels, maar verdween het net zo snel, waarbij de spiegels binnen twee uur onder detecteerbare limieten zakten. In contrast hiermee hielden de contactlenzen het medicijn veel langer in het systeem. De lens met de interne kamer gaf de medicatie langzaam en gestaag af, waardoor er gedurende de volledige zes uur dat de lens werd gedragen een consistente aanwezigheid in het oog werd behouden. De lens met de oppervlaktecoating gaf een grote burst van medicatie direct af, gevolgd door een tragere afgifte, maar hield het medicijn ook gedurende een langere periode detecteerbaar dan de druppel.

Toen de onderzoekers de totale blootstelling van de oogweefsels aan het medicijn berekenden, bleken de lenzen veel effectiever dan de druppel. De lens met de interne kamer verhoogde de hoeveelheid medicijn in de cornea met drie keer vergeleken met de druppel. De lens met de oppervlaktecoating was nog dramatischer; deze verhoogde de medicijnblootstelling in de cornea met 111 keer. Deze enorme toename suggereert dat de contactlens er succesvol in is geslaagd het natuurlijke neiging van het oog om de medicatie weg te spoelen te overwinnen. De studie vond ook dat de lenzen het medicijn langer in het oog hielden door de snelheid waarmee het precorneale gebied de vloeistof afvoerde te vertragen, waardoor de medicatie effectief gevangen werd in een dunne laag tussen de lens en het oog waar deze geabsorbeerd kon worden.

Om precies te begrijpen hoe dit gebeurde, bouwden de onderzoekers een computermodel dat de beweging van het medicijn van de lens naar de oogweefsels simuleerde. Dit model bevestigde dat de lenzen de manier waarop het oog de medicatie verwerkt, veranderden. Voor de kamer-geladen lens toonde het model aan dat de snelheid waarmee het medicijn uit het oppervlak van het oog werd geëlimineerd, aanzienlijk daalde terwijl de lens aanwezig was. Voor de oppervlakte-geladen lens gaf het model aan dat het medicijn veel sneller in de cornea werd geabsorbeerd, waarschijnlijk omdat de hoge concentratie medicatie direct tegen het weefsel werd gehouden. De studie keek ook naar hoe deze bevindingen naar mensen zouden kunnen vertalen. Door het model aan te passen voor de grootte van het menselijk oog, simuleerden de onderzoekers dat een enkele dagelijkse dosis van een medicijn-geladen lens dezelfde mate van medicijnblootstelling in de menselijke cornea zou bieden als twee dagelijkse doses van een oogdruppel.

De studie stelde niet dat de lenzen zonder uitdagingen waren. De oppervlakte-geladen lens leverde weliswaar de hoogste hoeveelheid medicijn, maar veroorzaakte ook een snellere eliminatiesnelheid uit de cornea na de initiële absorptie, waarschijnlijk omdat de hoge concentratie medicijn een deel ervan terug naar het oppervlak duwde. Bovendien vergrootten de lenen, hoewel ze de hoeveelheid medicijn in het oog verhoogden, ook de hoeveelheid medicijn die in de bloedbaan werd gevonden, wat vragen opriep over de veiligheid die nader onderzoek vereisen. De onderzoekers merkten op dat de veiligheid van het dragen van deze specifieke lenzen voor lange perioden niet volledig was getest, en dat de hoge concentraties gebruikt in de oppervlakte-geladen versie niet direct op irritatie waren getest op dezelfde manier als de lagere concentraties.

Uiteindelijk biedt dit onderzoek het eerste directe bewijs dat contactlenzen de hoeveelheid medicijn die de oogweefsels bereikt, aanzienlijk kunnen verhogen vergeleken met druppels. De studie demonstreert dat door het medicijn op het oppervlak vast te houden en het natuurlijke reinigingsproces van het oog te vertragen, lenzen de belangrijkste beperking van huidige oogdruppelbehandelingen kunnen overwinnen. Hoewel de oppervlakte-geladen lens de meest dramatische toename in medicijntoediening liet zien, bood de kamer-geladen lens een meer gecontroleerde, gestage afgifte. De bevindingen suggereren dat in de toekomst een enkele dagelijkse toepassing van een met medicijnen beladen lens de noodzaak voor meerdere dagelijkse oogdruppels zou kunnen vervangen, wat een consistenter en effectiever alternatief biedt voor de behandeling van chronische oogziekten. De auteurs waarschuwen echter dat deze resultaten gebaseerd zijn op dierstudies en simulaties, en dat verdere werk nodig is om de veiligheid en effectiviteit bij mensen te bevestigen voordat een dergelijke behandeling een realiteit kan worden.