(57)【要約】本発明は、眼の少なくとも1つの組織の少なくとも一部の物理的および／または化学的な特性を変化させることに関する。特定の態様において、本発明は、近視の治療および／または予防に関する。活性化エネルギー源を利用して強膜中の分子を光重合または架橋し、これにより組織の強度を増大させる。膜と関連する架橋用試薬または光重合可能分子が、個人に投与され、次に光または超音波などのエネルギー源に正確に曝露される。2007536272.tif 000004
2007536272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
組織の所望の領域において架橋を生成するために化合物が照射により特異的に活性化され得るように、光活性化可能なケージング剤（caging agent）を含む架橋用化合物を個人の強膜に提供する段階を含む、個人の近視を治療および／または予防する方法。
【請求項２】
架橋用化合物が、活性化されたときに単一の架橋分子を生じる、請求項1記載の方法。
【請求項３】
架橋用化合物が、活性化されたときに2つ以上の架橋分子を生じる、請求項1記載の方法。
【請求項４】
架橋用化合物が、活性化時に個々の架橋分子になる複数の反復単位を含む、請求項1記載の方法。
【請求項５】
架橋反応が、強膜の分子と結合を形成できる、請求項1記載の方法。
【請求項６】
強膜の分子が、タンパク質、多糖、炭水化物、グリコサミノグリカン、プロテオグリカン、またはこれらの組合せである、請求項5記載の方法。
【請求項７】
光活性化が単光子吸収を含む、請求項1記載の方法。
【請求項８】
光活性化が2光子吸収を含む、請求項1記載の方法。
【請求項９】
光活性化が多光子吸収を含む、請求項1記載の方法。
【請求項１０】
ケージング剤が、o-ニトロベンジル基、デシル基、フェナシル基、trans-o-シンナモイル基、クマリニル基、キノリン-2-オニル基、キサンテニル基、チオキサンテニル基、セレノキサンテニル基、アントラセニル基、またはスチルベニル（stilbenyl）基を含む、請求項1記載の方法。
【請求項１１】
所望の領域が画像診断によって同定される、請求項1記載の方法。
【請求項１２】
所望の領域が、超音波画像法、OCT画像法、OCTドプラー（Doppler）画像法、または磁気共鳴画像法（MRI）によって同定される、請求項1記載の方法。
【請求項１３】
重合に好適な少なくとも1つの部分を有する光重合可能な化合物；および
光開始剤
を個人の強膜に提供する段階を含み、
光への曝露時に化合物が、化合物の別の分子、強膜の分子、またはその両方とともに共有結合を形成できる、
個人の近視を治療および／または予防する方法。
【請求項１４】
光重合可能な化合物の部分が、アクリレート基、ジアクリレート基、トリアクリレート基、メタクリレート基、ジメタクリレート基、トリメタクリレート基、またはビニル基を含むものとしてさらに定義される、請求項13記載の方法。
【請求項１５】
光重合可能な化合物が親水性のポリマーとしてさらに定義される、請求項13記載の方法。
【請求項１６】
親水性のポリマーが、ポリエチレングリコール（PEG）、タンパク質、または多糖を含む、請求項15記載の方法。
【請求項１７】
多糖が、ポリ（ヒアルロン酸）、デルマタン硫酸、コンドロイチン硫酸、またはケラタン硫酸を含む、請求項16記載の方法。
【請求項１８】
親水性のポリマーがエラスチンを含む、請求項15記載の方法。
【請求項１９】
エラスチンが、天然エラスチンまたは人工エラスチンとしてさらに定義される、請求項18記載の方法。
【請求項２０】
人工エラスチンが、重合に好適な1つまたは複数の天然アミノ酸置換物を有するものとしてさらに定義される、請求項19記載の方法。
【請求項２１】
人工エラスチンが、重合、光開始、またはその両方に適した1つまたは複数の化学基を含む1つまたは複数の非天然アミノ酸を有するものとしてさらに定義される、請求項19記載の方法。
【請求項２２】
光への曝露が、画像診断によって同定された強膜の領域に方向付けられる、請求項13記載の方法。
【請求項２３】
光への曝露が、超音波画像法、OCT画像法、OCTドプラー画像法、または磁気共鳴画像法（MRI）によって同定された強膜の領域に方向付けられる、請求項13記載の方法。
【請求項２４】
以下の段階を含む、個人の近視を治療および／または予防する方法：
光活性化可能なケージング剤でケージングされた架橋用化合物を個人の強膜に提供する段階；
光活性化可能なケージング剤を光活性化する段階；および
強膜の少なくとも1つの分子を架橋する段階。
【請求項２５】
以下の段階のうち1つまたは両方を含む、眼組織の1つまたは複数の機械特性を変化させる方法：
１）光活性化可能なケージング剤を含む架橋用化合物を個人の眼組織に提供する段階であって、ケージング剤の選択的な光活性化時に架橋用化合物が眼組織の少なくとも1つの分子を架橋する、段階；および
２）重合に好適な少なくとも1つの末端基を有する光重合可能な化合物；および
光開始剤
を個人の眼組織に提供する段階であって、光への曝露時に化合物がそれ自体と重合するか、眼組織の分子と重合するか、またはその両方である、段階。
【請求項２６】
眼組織が、角膜、強膜、眼瞼、虹彩、小柱帯（trabecular meshwork）、または流出路（outflow channel）の少なくとも一部を含む、請求項25記載の方法。
【請求項２７】
架橋剤が、それ自体を眼組織中の化合物に架橋するものとしてさらに定義される、請求項25記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は概して、眼科学および細胞生物学の分野に関する。具体的には、本発明は、強膜などの眼組織の物理的および／または化学的な特性を変化させることに関する。より具体的には、本発明は、近視の治療について記載する。
【０００２】
本発明は、参照によりその全部が本明細書に組み入れられる、2004年5月7日に提出された米国特許仮出願第60/569,137号の優先権を主張するものである。
【背景技術】
【０００３】
発明の背景
近視は米国人の約25%にみられ、一部の国のアジア人では80%にも上る。強度の近視（例えば > 8ジオプトリ）はそれほど一般的ではないが、進行性の脈絡網膜変性と関連性がある。この変性をきたす一部の強度近視（病的近視）では、多くの場合40歳代および50歳代において、不可逆的な視力低下が生じる。アジアでは、病的近視は克服不能な失明の主原因であり、人口の約1%が罹患する。現在のところ、病的近視に対して有効性が証明された治療法はない。
【０００４】
変性近視では、眼の軸方向の進行的な伸長が存在する。変性近視における軸方向の過剰な拡大は、眼球皮膜（強膜および脈絡網膜組織）の延伸および菲薄化（thinning）を引き起こす。この延伸および菲薄化は後極で優先的に生じて黄斑（macula）に及ぶため、変性近視のある眼は視力低下をきたしやすい。変性近視における強膜の菲薄化および延伸の原因は完全には解明されていないが、強膜コラーゲンの代謝回転の亢進および強膜グリコサミノグリカンの変化が同疾患に寄与している。近視において強膜の機械特性が変化するのに伴って、眼は、眼圧の負荷作用のため延伸をきたしやすくなる。現在のところ、変性近視で生じる眼球の過剰な拡大を予防する、証明された手段は存在しない。眼球の拡大を遅延または予防することができれば、近視の進行を軽減させ、視力低下を少なくとも部分的に予防することが可能になる。強膜の引張強さまたは弾性率を増大させることは、眼球の拡大を予防し近視の進行を軽減させる1つの手段である。
【０００５】
米国特許第5,756,541号（特許文献1）は、標的眼組織に局在するのに十分な量の光活性化合物を投与する段階、および標的組織にレーザーからの光を照射する段階を含み、照射波長が光活性化合物によって吸収され、視力を向上させるのに十分な時間および強度で照射が行われる、視力を向上させるための方法に関する。特定の態様において、光活性化合物は緑色のポルフィリンである。米国特許第5,910,510号（特許文献2）は、特定の照射タイミングを有する全く同じ方法に関する。
【０００６】
米国特許第5,798,349号（特許文献3）は、望ましくない新生血管を特徴とする眼の状態（AMDなど）を、新生血管に局在するのに十分な量および時間で緑色ポルフィリンのリポソーム製剤を投与し、続いて新生血管にレーザー光を照射することによって治療する方法であって、緑色ポルフィリンにより吸収される光が新生血管を閉塞する方法に関する。関連する米国特許第6,225,303号（特許文献4）において、照射照度は約300 mW/cm2〜約900 mW/cm2の範囲である。
【０００７】
米国特許第6,128,525号（特許文献5）は、光線力学療法の線量測定を制御する方法および装置に関する。
【０００８】
米国特許第5,935,942号（特許文献6）は、熱感受性リポソームに封入した蛍光色素と照射により活性化される組織反応性薬剤とを静脈内に同時投与する段階を含む、哺乳動物の眼の血管を閉塞する方法に関する。リポソームは眼内で加温されてその内容物を放出し、組織反応性薬剤は不活性な状態に保たれ、続いて、血管内の蛍光色素の流れがモニターされる。亜正常な血流を有する血管においては組織反応性薬剤が活性化され、これにより、活性化された薬剤が血管を化学的に閉塞する。関連する米国特許第6,140,314号（特許文献7）の方法は、血管の成長または再生を阻害するのに有効な組織特異的因子を同時投与することをさらに含む。関連する米国特許第6,248,727号（特許文献8）は、関連する診断用試薬およびキットに関する。
【０００９】
【特許文献１】米国特許第5,756,541号
【特許文献２】米国特許第5,910,510号
【特許文献３】米国特許第5,798,349号
【特許文献４】米国特許第6,225,303号
【特許文献５】米国特許第6,128,525号
【特許文献６】米国特許第5,935,942号
【特許文献７】米国特許第6,140,314号
【特許文献８】米国特許第6,248,727号
【発明の開示】
【００１０】
発明の概要
近視では、眼の進行的な伸長および眼組織の延伸が存在する。眼球の最も外側の皮膜である強膜は、眼に機械的安定度を与えている。病的近視において強膜が延伸すると、隣接する網膜および脈絡膜も延伸し、そして強膜および網膜の菲薄化が最大である黄斑領域においてこの延伸は不均衡になる。これは、局所的な外方向隆起、またはぶどう腫の形成をもたらす。黄斑組織の延伸に伴って網膜細胞が萎縮し、不可逆的な視力低下をもたらす。黄斑領域の強膜の進行的な延伸を停止させることができれば、網膜の延伸またはさらなる網膜の延伸が生じず、視力を温存することが可能になる。眼の周囲に配置した外部ドナー強膜または合成ポリマーのバンドで黄斑領域を支持する試みがなされているが、これまで有効性が示されたことはない。
【００１１】
本発明では、近視を治療および／または予防するための方法および組成物が提供される。特定の局面において、例えば、強膜を強化すること、強膜の延伸を軽減すること、ぶどう腫の形成を減少させること、強膜の弾性率を増大させること、強膜のコンプライアンスを低下させること、および／または強膜のクリープを減少させることによって、近視が治療または予防される。具体的には、本発明者らは、強膜組織の化学的および／または物理的な構造を変化させることにより、強膜組織を強化し、より大きな機械的安定度を強膜に与え、かつ／または、強膜組織の強度および／もしくは厚さをさらに減少させる。このことは、複数の好適な組成物および本発明におけるそれら組成物の使用によって実現できる。
【００１２】
本発明の1つの態様において、強膜内に既に存在する組成物とともに架橋するため、架橋用化合物が強膜に提供される。個々の架橋分子であって、直接活性を示すもの（例、グリセルアルデヒド）、または紫外（UV）光を用いて活性化されるもの（例、リボフラビン）は、当技術分野において公知である。毒性上の制限により、投与可能な試薬の濃度が制約される。この制限を克服するため、試薬の多数の単位を連結させて、身体が良好に耐容できるケージド（caged）形態（例えば、試薬をモノマーまたはコモノマーとして含むポリマー）にしてもよい。当技術分野において公知であるさらなる制限は、UV照射の毒性である。本発明において、送達される光子あたりの力価を増大させるための方法として、アンケージング（uncaging）が存在する。例えば、光を用いてケージド形態を脱重合（depolymerize）させ、単回の光活性化事象から多数の試薬分子を放出させる。さらに、十分なエネルギーの単一の光子（例、紫外光）か、または同時に吸収される、より低いエネルギーの2つ以上の光子（例、赤外光）かのいずれかを用いた光活性化の励起とともに本発明を用いてもよい。
【００１３】
本発明の1つの態様において、強膜の1つまたは複数の成分を架橋するため、光ケージド（photocaged）試薬が用いられる。架橋剤はケージング（caging）によって効果的に生体不活性となり、そして照射によって架橋用化合物がアンケージングされ、これにより化合物は強膜組織に作用するのに好適となる。具体的には、架橋用試薬はケージングされたモノマーまたはポリマーであり、ケージ（cage）から試薬が放出されると、続いて架橋のための活性モノマーまたはポリマーが生成される。当業者には、架橋剤のターゲット放出によるこの送達手段は、意図されるターゲット領域（所望の領域と呼んでもよい）以外のいかなる部位でも化合物が作用をもたらさないため、毒性の可能性がある化合物に特に好適であることが認識される。架橋剤は個々の化合物または分子の鎖全体であってもよく、そしてケージから架橋用化合物を放出させる光活性化により、照射による正確な活性化および特定組織の選択的なターゲティングが可能になる。例えば、照射により活性化される末端基でキャッピングされた分子の鎖が、脱重合して多数の架橋分子になってもよい。そのような照射は任意の好適な形態であってよいが、特に、例えば単光子励起、2光子励起、または多光子励起などによる光を用いた照射である。代替の態様では、例えば超音波を用いて必要なエネルギーを提供してもよい。
【００１４】
ケージド架橋剤を光活性化する具体的かつ例示的な態様において、クマリンケージド（coumarin-caged）グリセルアルデヒド（図1）などの光ケージド試薬を用いて、強膜コラーゲンおよび／または他の強膜タンパク質を、2光子技術を用いた励起によって架橋する。強膜には多数の重要な組織が隣接しており、化学修飾を強膜のみに限定することが望ましいため、薬剤は、例えば2光子励起などの適切な光刺激によってのみ活性化されるようケージングしてもよい。具体的には、光ケージドグリセルアルデヒドを、2光子高吸収断面を有するクマリンでケージングしてもよい。ケージド（不活性な）分子は、例えば球後注射など任意の好適な様式で投与される。これにより、ケージド薬剤は強膜および眼窩組織に広く拡散する。次に、ケージド薬剤は、同薬剤を強膜組織内でアンケージングするための照射（2光子励起など）を用いて選択的に活性化され、強膜の硬化を引き起こす。活性化されなかったケージド薬剤は血流中に拡散して排出される。
【００１５】
別の態様において、強膜の組成物に相互進入するネットワークなどのネットワークを強膜内および／または強膜周囲に形成するため、マクロマーが強膜に提供される。マクロマーとは、複数のモノマー単位（例えば、エチレングリコール、アミノ酸、または糖類の単位）と、互いに共有結合を形成できる2つ以上の反応部分（例えば、アクリレート基、メタクリレート基、またはビニル基など）とを含む分子である。液体の形態のモノマーまたはマクロマーを組織の表面（例えば血管の管腔）または空隙内（例えば、空の水晶体嚢または骨中の亀裂）に適用し、続いてインサイチューで重合させることは、当技術分野において公知である。重合の空間的広がりは、モノマーまたはマクロマーが適用される表面または空隙によってその大部分が支配される。本発明では、既存の組織にマクロマーを浸透させ、その組織内で重合を行う。具体的には、互いに結合できるか、強膜組織の成分に結合できるか、またはその両方である1つまたは複数の側基を有する光重合可能なマクロマーまたはその混合物が、光開始剤とともに強膜に提供される。光重合可能な化合物かその混合物および光開始剤を有する所望の組織に光が適用され、これにより、側基が互いに重合するか、強膜の分子と重合するか、またはその両方が生じる。特定の態様において、光重合に適したマクロモノマーと光開始剤の混合物とが眼に送達される。例えば単光子励起、2光子励起、または多光子励起などによる照射がターゲット組織に適用され、これにより、組織の強化が生じる。光重合可能なマクロマーは、光への曝露時および／または光開始剤の存在下において重合可能である限り、任意の好適な化合物であってよい。特定の態様において、光重合可能な化合物は、アクリレート、ジアクリレート、トリアクリレート、メタクリレート、ジメタクリレート、トリメタクリレート、およびビニルなどの重合可能な末端基、ならびにオリゴエチレングリコール（PEG）など、水溶性を与えかつ眼に良好に耐容されるオリゴマーを含む。具体的には、ポリエチレングリコール（PEG）、PEGコポリマー、ポリ（アミノ酸）、ポリ（アミノ酸）コポリマー、タンパク質、ポリカーボハイドレート（polycarbohydrate）、PEGベースの化合物、ヒドロゲルなどを光重合可能な化合物として用いてもよい。
【００１６】
光重合可能な化合物に関する特定の態様において、例えばポリ（エチレングリコール）ジメタクリレート（PEGDM）（図2）と図3に示すような光開始剤との混合物を用いて、強膜組織内で光開始による重合が生じる。試薬は、球後注射など、任意の好適な様式で投与してよい。例示的な2光子励起は正確に制御されて、強膜内でマクロマーの重合を開始させ、これにより強膜組織を強化する。
【００１７】
光重合可能な化合物とともに光開始剤を利用することは有益である。当業者には、使用される光源の種類は光開始剤の選択に従って決まること、および、異なる光開始剤は異なる波長で活性を示しかつ効率も異なることが認識される。具体的には、光開始剤が励起され得る空間分解能は、光開始剤が単光子励起によって励起されるかまたは多光子励起によって励起されるかに依存する。光開始剤は水溶性であってもよく、酸素によって阻害されてもよく、かつ、好ましくは生体適合性である。強膜内への光開始剤の拡散は、化合物のサイズ、ならびに光開始剤と強膜との親水性および／または疎水性の相互反応によって支配される。望ましい拡散速度は、治療時間を最短にするため速い速度であり、かつ、好ましくは光重合可能な化合物の拡散速度と一致する。照射エネルギー、照射時間、および光開始剤の濃度を最小にできるため、高効率の光開始剤が望ましい。好ましくは、光開始剤の効率を低下させかつ重合を効果的に低減させるため、酸素が阻害剤として作用する。この阻害は、酸素を運搬する血管を重合の有害作用から保護する方法を提供する。特定の態様では、水溶性、非毒性、かつ酸素濃度の量に対して感受性の光開始剤が用いられる。酸素感受性は、強膜内および強膜付近の血管系を保護するために利用してもよい。
【００１８】
特定の態様において光が利用されるが、光重合（薬剤のアンケージングを含む）を行うための好適な方法は、さらに単光子励起、2光子励起、および多光子励起としても定義され得る。本発明の特定の局面において、例えば（参照によりその全部が本明細書に組み入れられる米国特許出願第10/611,013号の記載などのように）照射および治療の対象とする強膜組織を特徴付けおよびターゲティングする目的で、例えば光コヒーレンストモグラフィ（OCT）-ドプラー（Doppler）技術などの画像化が用いられる。さらなる特定の態様において、光エネルギーは、例えばレーザー源を含む任意の集束光源から出る。単光子励起については、光は集束されなくてもよく、幅の広い光線で組織を照射すれば十分であることが当業者に認識される。さらなる特定の態様において、治療のために選択される領域は、当業者に馴染みのある複数の技術のうち1つによって、プログラミングされたパターンで光が照射され、そのような技術としては例えばプログラミングされた検流計またはDLPマイクロミラーアレイがあるが、それに限定されるわけではない。治療照射は、架橋用試薬のアンケージングまたは光重合可能な化合物の重合の惹起など、所望の作用に十分である好適な強度および波長の照射である。別の特定の態様において、光エネルギーは集束レーザー源から出され、かつ、治療領域は、検流計ステアリング光学系を非限定的に含む種々の技術のうち1つによって制御される。
【００１９】
組成物の変化（特異的な薬剤による標識または散乱など）または強膜の構成の変化の検出など、標的組織内の検出にOCTを利用してもよい。ドプラーOCTは、強膜内の散乱体の可動性、位置、および／もしくは深さに関する情報、ならびに／または、架橋用試薬の活性化およびアンケージングもしくは光重合可能な化合物の重合による診断および／もしくは治療のための特定の関心領域のターゲティングに関する情報などの診断情報を提供する。
【００２０】
特定の態様において、本発明は、近視の治療または予防を必要としているヒトなどの哺乳動物に対して提供される。この個人は、近視を有することがわかっているかもしくは近視になりやすい個人であってもよく、または、近視の発生が疑われる個人であってもよい。本発明はまた、低度〜中等度の近視の進行を停止させるために用いてもよい。特定の態様において、低度の近視に伴う変化を最小にしかつ眼鏡矯正の必要性を防ぐために同じ治療法を適合してもよい。低度の近視においても眼球の軸方向の伸長が存在するが、病的近視で認められる伸長よりは小さい。
【００２１】
病的近視が疑われるかまたは確認されている患者において強膜の剛性の特徴付けを行ってもよい。眼軸長（例えば超音波または部分的可干渉（partial coherence）インターフェロメトリーにより測定される）の異常および屈折異常の同定によって近視を判定してもよい。これらの測定が異常であり、かつ、さらに初期の強膜菲薄化と関連していてもよい態様において、強膜を強化させるため、本発明の組成物を記載どおりに投与しそして光を当ててもよい。強膜の厚さおよび／または剛性の測定により患者を定期的に再評価してもよい。異常な変化が検出された場合は、強膜強化の手順を繰り返してもよい。この方法は、病的近視のある者において、強膜の延伸を予防するかまたは最小にし、かつ、視力を温存する。
【００２２】
特定の局面において、本発明の組成物は生体適合性および／または非毒性である。さらに、当業者には、本発明の文脈において用いられる光活性化が眼および視覚に損傷または有害な影響を与えないことが認識される。
【００２３】
本発明の特定の局面において、本発明の方法および組成物は、眼の強膜などの標的組織を強化する。特定の態様において、硬化が有害となる組織など、眼の特定の組織はターゲティングされない。例えば本発明は、眼の血管壁、特に強膜内または強膜付近の血管壁の硬化を防ぐのに特に好適である。すなわち、特定の態様において本発明は強膜内の選択的な重合を用い、そしてそうする際に血管を回避する。血管周囲は酸素含量が多く、これが光重合を阻害するからである。
【００２４】
本発明の別の特定の態様において、本発明の分子は薬理学的に許容される組成物として個人に投与される。別の特定の態様において、分子は、薬理学的に許容される組成物として個人に全身投与および／または局所投与される。さらなる特定の態様において、分子は、薬理学的に許容される組成物として、例えば経口投与；球後注射、眼周囲注射、眼内注射、もしくは静脈内注射などの注射；または局所投与など任意の好適な様式で個人に投与される。
【００２５】
さらなる特定の態様において、本発明で用いられるエネルギーは光であるが、代替の態様においてエネルギーは例えば超音波である。
【００２６】
本発明の別の態様において、強膜と関連するのに十分な量の分子を個人に投与する段階、および活性化源に強膜を曝露する段階であって、この曝露の段階に続いて眼の機械的安定度が向上するような段階を含む、個人の少なくとも1つの眼における延伸した強膜または脆弱化した強膜を特徴とする近視を治療する方法が存在する。機械的安定度の向上は、以下のうち1つまたは複数と関連していてもよい：例えば、強膜の厚さ、強膜の菲薄化の軽減または停止、強膜の弾性率の増大、コンプライアンスの低下、およびクリープの減少など。さらなる特定の態様において、分子は、薬理学的に許容される組成物として投与される。
【００２７】
本発明のさらなる態様において、ケージド架橋用試薬、光重合可能な化合物、光開始剤、またはこれらの混合物など本発明の組成物を含む、好適な容器に収容されたキットが存在する。特定の態様において、キットは、不活性の薬剤を活性化させるための活性化源をさらに含む。キットは、近視の治療および／または予防、強膜の延伸の低減、強膜の延伸の遅延、強膜の弾性率の増大、強膜のコンプライアンスの低下、および強膜のクリープの減少などを行うためのキットとしてさらに定義されてもよい。
【００２８】
本発明の別の態様において、強膜などの標的組織からの固有の光散乱に基づいて、個人の少なくとも1つの眼の眼疾患を診断する方法が存在する。可視光または赤外光による光コヒーレンストモグラフィ（OCT）の技術を用いて、眼の強膜の物理的および／または化学的な性質の変化を検出する。OCTは、ヒトの眼における一部の従来の研究で用いられるように眼の構造を見るためだけでなく、構造の可動性および組織の化学的性質を調べるためにも用いることができる。この態様において、OCTおよび／またはその変種は、特性が変化したまたは変化していない強膜の性質を調べるために用いられ、これにより、指針のある治療を可能にする。
【００２９】
当業者には、変性近視における軸方向の拡大の診断が日常的なものであり、特定の局面において例えば超音波、部分的可干渉インターフェロメトリー、さらにはOCTおよびOCTドプラーを含む、標準的な手段によって実現され得ることが認識される。
【００３０】
本発明の1つの態様において、強膜に蓄積できる十分な量の分子を強膜に投与する段階、および活性化源に分子を曝露する段階であって、活性化源がケージド分子を活性形態へと活性化させるかまたは分子を光重合させ、この活性化の結果強膜の少なくとも一部が変化するような段階を含む、個人の強膜を変化させるための方法が存在する。
【００３１】
本発明の1つの態様において、光活性化可能なケージング剤を含む架橋用化合物を個人の強膜に提供する段階であって、ケージング剤の光活性化時に架橋用化合物が強膜の少なくとも1つの分子を架橋する段階を含む、個人の近視を治療および／または予防する方法が存在する。特定の態様において、架橋用化合物は、単一の架橋分子、架橋分子の鎖、またはこれらの混合物としてさらに定義される。さらなる特定の態様において、強膜の分子は、タンパク質、多糖、グリコサミノグリカン、プロテオグリカン、またはこれらの組合せもしくは混合物である。さらなる特定の態様において、タンパク質はコラーゲンであり、かつ／または架橋用化合物はグリセルアルデヒドを含む。さらなる態様において、光活性化は単光子励起、2光子励起、または多光子励起を含む。特定のケージング材は、o-ニトロベンジル基、デシル基、フェナシル基、trans-o-シンナモイル基、クマリニル基、キノリン-2-オニル（onyl）基、キサンテニル基、チオキサンテニル基、セレノキサンテニル基、アントラセニル基、またはスチルベニル（stilbenyl）基を含んでもよい。
【００３２】
本発明のさらなる態様において、重合に好適な少なくとも1つの末端基を有する光重合可能な化合物、および光開始剤を個人の強膜に提供する段階であって、光への曝露時に化合物がそれ自体と重合するか、強膜の分子と重合するか、またはその両方である段階を含む、個人の近視を治療および／または予防する方法が存在する。特定の態様において、光重合可能な化合物の末端基は、アクリレート、ジアクリレート、トリアクリレート、メタクリレート、ジメタクリレート、トリメタクリレート、および／またはビニルの末端基を含むものとしてさらに定義される。別の特定の態様において、光重合可能な化合物は、例えばポリ（エチレン-グリコール）ジメタクリレート（PEGDM）などのPEGベース、または例えばヒドロゲルとしてさらに定義される。
【００３３】
光への曝露は、単光子励起、2光子励起、または多光子励起としてさらに定義されてもよい。特定の態様において、光開始剤は水溶性である。さらなる特定の態様において、光開始剤は酸素により阻害される。
【００３４】
本発明のさらなる態様において、光活性化可能なケージング剤でケージングした架橋用化合物を個人の強膜に提供する段階；光活性化可能なケージング剤を光活性化する段階；および強膜の少なくとも1つの分子を架橋する段階を含む、個人の近視を治療および／または予防する方法が存在する。
【００３５】
本発明の別の態様において、眼組織の1つまたは複数の機械特性を変化させる方法であって、以下の段階うち1つまたは両方を含む方法が存在する：1）光活性化可能なケージング剤を含む架橋用化合物を個人の眼組織に提供する段階であって、ケージング剤の選択的な光活性化時に架橋用化合物が眼組織の少なくとも1つの分子を架橋する、段階；および2）重合に好適な少なくとも1つの末端基を有する光重合可能な化合物、および光開始剤を個人の眼組織に提供する段階であって、光への曝露時に化合物がそれ自体と重合するか、眼組織の分子と重合するか、またはその両方である段階。特定の態様において、眼組織は、角膜、強膜、眼瞼、虹彩、小柱帯（trabecular meshwork）、または流出路（outflow channel）の少なくとも一部を含む。別の特定の態様において、架橋剤は、それ自体を眼組織中の化合物に架橋するものとしてさらに定義される。特定の態様において、架橋剤は、眼組織中に既に存在する2つ以上の成分間の架橋を促進するのではなく、それ自体が、架橋される1つまたは複数の分子のうちの1つである。
【００３６】
本発明の1つの態様において、光活性化可能なケージング剤を含む架橋用化合物を個人の強膜に提供する段階であって、ケージング剤の光活性化時に架橋用化合物が強膜の少なくとも1つの分子を架橋する段階を含む、個人の近視を治療および／または予防する方法が存在する。架橋用化合物は、単一の架橋分子または架橋分子の鎖としてさらに定義されてもよい。強膜の分子は、その中の少なくとも一部分に含まれる任意の分子であってよく、かつ、特定の態様において、タンパク質、多糖、炭水化物、グリコサミノグリカン、プロテオグリカン、またはこれらの組合せである。特定の態様において、タンパク質はコラーゲンである。さらなる特定の態様において、架橋用化合物はグリセルアルデヒドを含む。別の特定の態様において、光活性化は、単光子吸収、2光子吸収、または多光子吸収を含む。さらなる特定の態様において、ケージング剤は、o-ニトロベンジル基、デシル基、フェナシル基、trans-o-シンナモイル基、クマリニル基、キノリン-2-オニル基、キサンテニル基、チオキサンテニル基、セレノキサンテニル基、アントラセニル基、またはスチルベニル基を含む。
【００３７】
別の態様において、重合に好適な少なくとも1つの末端基を有する光重合可能な化合物、および光開始剤を個人の強膜に提供する段階であって、光への曝露時に化合物がそれ自体と重合するか、強膜の分子と重合するか、またはその両方である段階を含む、個人の近視を治療および／または予防する方法が存在する。特定の態様において、光重合可能な化合物の末端基は、アクリレート基、ジアクリレート基、トリアクリレート基、メタクリレート基、ジメタクリレート基、トリメタクリレート基、またはビニル基を含むものとしてさらに定義される。別の特定の態様において、光重合可能な化合物は、ポリ（エチレン-グリコール）ジメタクリレート（PEGDM）などのPEGベース、またはヒドロゲルとしてさらに定義される。別の特定の態様において、光活性化は単光子吸収、2光子吸収、または多光子吸収を含む。光開始剤は水溶性であってもよく、かつ／または例えば酸素によって阻害されてもよい。
【００３８】
本発明の特定の態様において、例えばエラスチンなどのポリペプチドであって、天然エラスチンまたは人工エラスチンとしてさらに定義されてもよいポリペプチドを含む、光重合可能な化合物が存在する。さらなる特定の態様において、ポリペプチドは、重合に好適な1つまたは複数の天然アミノ酸置換物を有するものとしてさらに定義され、かつ／または、ポリペプチドは、重合、光開始、またはその両方に適した1つまたは複数の化学基を含む1つまたは複数の非天然アミノ酸を有するものとしてさらに定義される。
【００３９】
本発明のさらなる態様において、光活性化可能なケージング剤でケージングした架橋用化合物を個人の強膜に提供する段階；光活性化可能なケージング剤を光活性化する段階；および強膜の少なくとも1つの分子を架橋する段階を含む、個人の近視を治療および／または予防する方法が存在する。
【００４０】
本発明の別の態様において、眼組織の1つまたは複数の機械特性を変化させる方法であって、以下の段階のうち1つまたは両方を含む方法が存在する：1）光活性化可能なケージング剤を含む架橋用化合物を個人の眼組織に提供する段階であって、ケージング剤の光活性化時に架橋用化合物が眼組織の少なくとも1つの分子を架橋する、段階；および2）重合に好適な少なくとも1つの末端基を有する光重合可能な化合物、および光開始剤を個人の眼組織に提供する段階であって、光への曝露時に化合物がそれ自体と重合するか、眼組織の分子と重合するか、またはその両方である段階。特定の態様において、眼組織は、角膜、強膜、眼瞼、虹彩、小柱帯（trabecular meshwork）、または流出路（outflow channel）の少なくとも一部を含む。さらなる特定の態様において、架橋剤は、それ自体を眼組織中の化合物に架橋するものとしてさらに定義される。
【００４１】
本発明のさらなる態様において、組織の所望の領域で架橋を生成するため化合物が照射により特異的に活性化され得るように、光活性化可能なケージング剤を含む架橋用化合物を個人の強膜に提供する段階を含む、個人の近視を治療および／または予防する方法が存在する。特定の態様において、架橋用化合物は活性化されたときに単一の架橋分子を生じる。別の特定の態様において、架橋用化合物は活性化されたときに2つ以上の架橋分子を生じる。さらなる特定の態様において、架橋用化合物は、活性化時に個々の架橋分子になる複数の反復単位を含む。別の特定の態様において、架橋反応は、強膜の分子と結合を形成できる。
【００４２】
本発明の別の態様において、重合に好適な少なくとも1つの部分を有する光重合可能な化合物、および光開始剤を個人の強膜に提供する段階であって、光への曝露時に化合物が、化合物の別の分子、強膜の分子、またはその両方とともに共有結合を形成できる段階を含む、個人の近視を治療および／または予防する方法が存在する。特定の態様において、光重合可能な化合物の部分は、アクリレート基、ジアクリレート基、トリアクリレート基、メタクリレート基、ジメタクリレート基、トリメタクリレート基、またはビニル基を含むものとしてさらに定義される。さらなる態様において、光重合可能な化合物は、ポリエチレングリコール（PEG）、タンパク質、または多糖を含んでいてもよい親水性のポリマーとしてさらに定義される。特定の態様において、多糖は、例えばポリ（ヒアルロン酸）、デルマタン硫酸、コンドロイチン硫酸、またはケラタン硫酸を含む。
【００４３】
以上は、下記の発明の詳細な説明がよりよく理解されるよう、本発明の特徴および技術的利点をいくぶん広範に概説したものである。本発明の特許請求の範囲の対象を形成する、本発明のさらなる特徴および利点は、下記に記載される。開示される概念および特定の態様は、本発明と同じ目的を実施するために他の構造を改変または設計するための基礎として容易に利用できることが、当業者には理解されるべきである。そのような同等の構成物は、添付の特許請求の範囲により定められる本発明の精神および範囲から逸脱しないことも、当業者に認識されるべきである。本発明の構成および作動の方法の両方について本発明の特徴であると考えられる新規の特徴は、添付の図面との関連させて下記の記載を検討することにより、さらなる目的および利点とともによりよく理解されるものと思われる。ただし、各図面は、例示および説明の目的にのみ提供されるものであり、本発明の制限の定義として意図されるものではないことが明白に理解されるべきである。
【００４４】
例示的な態様の説明
当業者には、本発明の範囲および精神から逸脱することなく、本明細書に開示される本発明において種々の代替および改変を行い得ることが、容易に理解されるものと思われる。当業者には、いくつかの態様において、本発明が本質的に本発明の1つもしくは複数の要素で構成されること、および／または、本発明の方法が、本質的に本発明の1つもしくは複数の段階で構成されるかまたは本発明の1つもしくは複数の要素を用いることが理解される。
【００４５】
I. 定義
本明細書において、「1つの（a）」または「1つの（an）」という語は、1つまたは複数を意味し得る。特許請求の範囲において、「含む（comprising）」という語との関連で用いられる場合、「1つの（a）」または「1つの（an）」という語は、1つまたは複数を意味し得る。本明細書において、「別の（another）」という語は、少なくとも第二またはそれ以上を意味し得る。
【００４６】
本明細書において、「生体適合性の」という用語は、個人に対して毒性または有害でない化合物を指す。ただし、化合物が毒性であると考えられる場合であっても、例えばケージング剤などによって保護されるのであれば、本発明に利用してもよい。毒性の化合物は、ケージングされた化合物を有する所望の特異的な組織へと誘導された光などによって、ケージング剤が特異的にかつターゲティングされて活性化された場合以外は、放出されない。
【００４７】
本明細書において「ケージングされた」とは、組織を変化させる分子の官能基が別の分子／部分によって保護されていることを指す。特定の態様において、この用語は、組織を変化させる分子を、エネルギー源によって活性化されるまで不活性の形態に保つことを指す。
【００４８】
本明細書において「コンプライアンス」という用語は、材料の変形を測定した数値をその材料の応力で除算したものを指す。
【００４９】
本明細書において「クリープ」という用語は、応力下における材料の連続的かつ漸進的な変形を指す。具体的には、この材料は、強膜の少なくとも一部を含む。
【００５０】
本明細書において「機械的安定度」という用語は、組織または臓器が、たとえそれ自体または身体に印加された応力の影響下にあっても、その機能的形状を保つ能力を指す。
【００５１】
本明細書において「弾性率（modulus）」という用語は、物質または身体が機械特性（例えば強度または弾性など）を有する程度を、例えば数値などによって示す、定数または係数を指す。当業者には、弾性率の範囲が、厳密な測定方法、測定される弾性率の特異的な種類、および測定される材料に依存し、そして強膜の場合には、組織の状態（年齢または健康状態など）および眼球上の組織の位置にも依存することが認識される。
【００５２】
本明細書において「多光子励起」という用語は、1つより多い光子のほぼ同時の吸収によって分子を活性化させ得る、光の適用を指す。このことはまた、複数の光子を同時またはほぼ同時に吸収または散乱させるという手段による原子または分子の励起を指すものとして述べることもできる。特定の態様において、多光子励起は、吸収化合物を活性化状態に到達させるための、すなわちケージングされた分子をアンケージングするかまたは光重合可能な化合物を重合させるための、好適な強度および波長を備える。そのような多光子吸収は、ほぼ同時の吸収によって光子が吸収材料を活性化させる過程、および、複数の光子が逐次的に吸収される過程など、様々な過程によって生じてもよい。
【００５３】
本明細書において「近視（myopia、またはnear-sightednessとも呼ばれ得る）」という用語は、近くの対象物は明瞭に見ることができるが、遠くのものは明瞭に見えないことを指す。本発明はすべての形態および程度の近視に好適である。特定の態様において、近視は病的であり、眼球の伸長が眼球の後部における眼組織の菲薄化と関連するときに診断される。強度近視は、8ジオプトリより大きいものとして定義される。
【００５４】
本明細書において「ポリ（エチレングリコール）（PEG）ベースの化合物」という用語は、異なる末端基を備えるかまたは備えない、エチレングリコールの部分的または全体的なポリ（エチレングリコール）主鎖モノマーを1つより多く含み、かつ、他のモノマー（例えば、ジメチルシロキサン、メチルメタクリレート、リジン、アルギニン、コンドロイチン硫酸、硫酸ケラチンなど）をいくつか含むかまたは全く含まない化合物を指す。特定の態様において、同化合物は、エチレングリコール（-OCH2CH2-）の反復単位を含むオリゴマーまたはポリマーとして定義される。
【００５５】
本明細書において「光重合可能な」という用語は、材料が光によって活性化され、そしてそれら自体または他の分子と反応して共有結合によって鎖、側鎖、または他の配座を形成できることを指す。特定の態様において、光重合は、別の光重合可能な分子またはそのサブユニットとの重合、強膜の分子との重合、またはその両方を含む。特定の局面において、この用語は、組織の弾性率が増大するように、および／または組織の強度が増大する（または強度の低下が予防もしくは遅延される）ように、組織の物理特性、化学特性、またはその両方を変化させる少なくとも1つの分子を指す。本発明の特定の局面において、それは、開始剤を伴うまたは伴わない光の照射下においてオリゴマーまたはポリマーを形成できる化合物である。
【００５６】
本明細書において「近視の予防」という用語は、近視の発生を回避することを指す。特定の態様において近視は永久的に回避されるが、別の態様においては近視の発症が遅延される。さらなる特定の態様において、近視の予防が行われる個人は、近視が発生しやすい個人である。
【００５７】
本明細書において「強膜」という用語は、前方で角膜と連続し、後方で視神経と連続する、眼の外側の線維性皮膜を指す。
【００５８】
本明細書において「単光子励起」という用語は、単一の光子の吸収によって分子を活性化させ得る、光の適用を指す。このことはまた、単一の光子を吸収または散乱させるという手段による原子または分子の励起として述べることもできる。特定の態様において、単光子励起は、ケージングされた分子をアンケージングするかまたは光重合可能な化合物を重合させるための、好適な強度および波長を備える。
【００５９】
本明細書において「近視の治療」という用語は、近視の少なくとも1つの症状を改善することを指すか、または、例えば強膜の延伸を遅延させること、強膜の菲薄化を遅延させること、もしくは強膜の強度の低下を遅延させることを指す。さらに、当業者には、治療が、視力を最大限に向上させるなどのように、視力を必ずしも向上させなくてもよいことが認識される。特定の局面において、この用語は、例えば変性近視などの近視の進行を予防するかまたは進行を遅くさせることを指す。特定の態様において、視力は安定化する。
【００６０】
本明細書において「2光子励起」という用語は、2つの光子のほぼ同時の吸収によって分子を活性化させ得る、光の適用を指す。換言すると、この用語は、2つの光子を同時にまたは時間的に近接した状態で吸収または散乱させるという手段による原子または分子の励起を指す。特定の態様において、2光子励起は、ケージングされた分子をアンケージングするかまたは光重合可能な化合物を重合させるための、好適な強度および波長を備える。特定の態様において、2光子照射は、吸収化合物を活性化状態に到達させるための、すなわちケージングされた分子をアンケージングするかまたは光重合可能な化合物を重合させるための、好適な強度および波長を備える。そのような2光子吸収は、同時またはほぼ同時の吸収によって光子が吸収材料を活性化させる過程、および、2つの光子が逐次的に吸収される過程など、様々な過程によって生じてもよい。
【００６１】
II. 本発明
本発明は、特に強膜の物理的および／または化学的な性質に影響を与えることによる、近視の治療および／または予防に関する。特定の態様において、強膜は近視、特に病的近視において延伸され、本発明は、強膜により大きな強度を与えるかまたは強膜の強度のさらなる損失を妨げ、これにより、この延伸を軽減するかまたは連続的な延伸を少なくとも部分的に低減する。特定の態様において、本発明の方法および組成物は、強膜に影響を及ぼして近視の進行を停止または遅延させる。
【００６２】
概して、近視の症状があるかまたは近視が発生しやすい個人に対して、全身投与または局所投与などにより、以下2つの化合物のうち少なくとも1つが投与される：1）光活性化可能なケージング剤によりケージングされた架橋用試薬、および／または、2）光により選択的に活性化される光重合可能な化合物。具体的には、強膜の弾性率が増大するように、および／または強膜がさらなる延伸をきたさないように、これら化合物の用途が存在する。いずれの場合も、ターゲティングされた光源が、強膜またはその1つまたは複数の領域に適用される。特定の態様において、光重合可能な薬剤が適切に分布するための十分な時間の後、強膜を含む複数の組織中に分子が蓄積する。光または超音波などのエネルギー源により強膜が正確にターゲティングされているのであれば、強膜内で架橋用試薬のアンケージングが選択的に生じ、光重合可能な分子が選択的または優先的に活性化される。
【００６３】
III. 近視
本発明の特定の態様において、近視（myopia、またはnearsightednessとも呼ばれ得る）は、眼に入った光が、直接網膜上ではなく網膜の前で集束する場合に生じる。これは、角膜の傾斜が急であること、および／または眼が正常眼より長いことによって起きる。近視の人は、典型的に、近いところはよく見えるが、遠方を見るのに困難を伴う。近視はしばしば小児に生じ、通常は青年期を通じて進行的に悪化し、成人早期に安定化する；症状には、遠方がぼやけて見えること、および／または、眼を細めたときにより明瞭に見えることなどが含まれ得る。
【００６４】
近視は通常、軽度な困難をもたらす状態であり、ほとんどの場合は眼鏡、コンタクトレンズ、または屈折矯正手術によって容易に矯正できる。特定の態様において、本発明は、近視が病的であるとみなされるほどに重度である場合（米国人の約2パーセントがこの苦難を有する）に関するが、しかしこのような場合によって限定される。病的近視は、変性近視とも呼ばれることがあり、典型的に10歳代までに発症が始まる。いくつかの態様において、眼球の延伸は加齢とともに悪化する可能性があり、その結果、普通は40〜60歳代の間に進行的かつ重度の視力低下が生じる。特定の態様において、黄斑の下に新しい血管（新生血管）の異常な成長も存在する。
【００６５】
近視の程度は、ジオプトリを単位とする屈折異常の測定、眼軸長の測定、ならびに後極部網膜および視神経の臨床診察によって決定される。当業者には、Goss et al, 「Optometric Clinical Practice Guideline Care of the Patient with Myopia」, American Optometric Association, 1997における総説など、近視の様々な分類に準じた参考文献が認識されている。
【００６６】
IV. 架橋の態様
本発明の特定の局面において、強膜中の1つまたは複数の分子を架橋し、これにより強膜に強度を提供するため、強膜に架橋用試薬が提供される。特定の態様において、架橋用試薬は、一部の組織に対して毒性がより強く、他の組織に対して毒性がより弱いかまたは非毒性であってもよい。架橋剤が毒性を示さない強膜に対して架橋剤を選択的にターゲティングして活性化することによって、より影響されやすい組織における毒性作用の可能性が回避される。すなわち、架橋用試薬は、1つまたは複数の阻止部分によるケージングによって、効果的に不活性にされる。強膜組織中のケージング剤に優先的に光をターゲティングすると、架橋用試薬がアンケージングされ、そして、強膜組織に既に存在するかもしくは架橋剤とともに共導入された1つまたは複数の分子と架橋し得る。
【００６７】
架橋用試薬は、「脱重合」しこれによりコラーゲンなど強膜の分子と架橋するための複数の架橋用試薬の放出を可能にする、架橋用試薬の鎖を含んでいてもよいが、特定の態様において、架橋用試薬は個々の分子である。
【００６８】
架橋用試薬のケージングには多数の戦略を用いることができる。ケージングは、ケージングされていない天然の分子を、反応性のケージ基前駆体で処理することによって実現してもよい。例えば、アミノ酸であるシステインを含むタンパク質をo-ニトロ臭化ベンジルで処理することによって、システインの側鎖を、光除去可能なo-ニトロベンジル基でケージングしてもよい。タンパク質をケージングするための代替の戦略としては、適切なケージドアミノ酸で開始する固相ペプチド合成を用いるか、ナンセンスサプレッションに基づく方法を用いたタンパク質への直接翻訳組込みによるか、または細菌の栄養要求性菌株にケージドアミノ酸を補給することによる、タンパク質の化学合成などがある。
【００６９】
特定の態様において、架橋用試薬は、強膜への局在化の前に不活性になるようにケージングされ、かつ、エネルギー源への曝露時に活性化される。特定の態様において、架橋用試薬は、アミノ酸側鎖を有するタンパク質を含む。光除去可能な保護基などの保護基による修飾に従いやすいものとしては、例えばシステイン、アスパラギン酸、グルタミン酸、ヒスチジン、リジン、アスパラギン、グルタミン、アルギニン、セリン、トレオニン、またはチロシンなどがある。光除去可能な保護基の例としては、o-ニトロベンジル基、デシル基、フェナシル基、trans-o-シンナモイル基、クマリニル基、キノリン-2-オニル基、キサンテニル基、チオキサンテニル基、セレノキサンテニル基、アントラセニル基、スチルベニル基、および／またはこれらの誘導体などがある。これらの保護基は、本明細書の他所に記載するように側鎖に付加される。
【００７０】
したがって、本発明の架橋用試薬は、少なくとも1つのアミノ酸残基を含んでいてもよく、かつ、ケージングによって不活性な形態になり、システイン、アスパラギン酸、グルタミン酸、ヒスチジン、リジン、アスパラギン、グルタミン、アルギニン、セリン、トレオニン、チロシン、またはこれらの組合せなどに由来する少なくとも1つのアミノ酸側鎖が、例えば、少なくとも1つのクマリニル基、キノリン-2-オニル基、キサンテニル基、チオキサンテニル基、セレノキサンテニル基、アントラセニル基、および／またはスチルベニル基などの光除去可能な保護基を含む。別の態様において、架橋用試薬は、マイクロバブルまたはリポソームなどの超音波造影剤中におけるケージングによって不活化される。
【００７１】
分子は、所望の組織において有効濃度を提供するように処方されてもよい。いくつかの態様において、分子は、異常のない組織中にも蓄積するが、このことは個人にとって問題とならない。なぜならば、活性化エネルギー源を強膜に正確にターゲティングすることによって、強膜上または強膜内で選択的な活性化が生じるからである。ケージングされた分子が蓄積する他の領域は、活性化エネルギーによる治療を受けない。したがって、ケージングされた分子は不活性のままとなり、そして例えば腎臓および／または肝臓を介して除去される。特定の態様において、ケージングされた分子はいかなる様式においても有害または有毒でなく、かつ、好ましくは投与後約48時間未満、より好ましくは投与後約24時間未満で身体から排出される。
【００７２】
いくつかの態様において、分子は、強膜中の特異的な標的分子に結合してもよい特異的な結合リガンドに連結される。標的分子は強膜に内因性のものであってもよく、または、2光子励起を用いて標的分子を架橋することによって強膜に選択的に送達してもよい。これらの態様において、分子は高濃度で標的組織に送達される。特定の態様において、ロイシンジッパー領域などの種々のタンパク質結合領域が分子に関連付けられる。
【００７３】
V. 光重合の態様
本発明は、特定の態様において強膜組織の少なくとも一部を強化するためおよび／または強膜の弾性率を増大させるために、強膜に投与するための分子を利用し、そして特定の態様において、これらの生理学的な変化は、個人の少なくとも1つの眼における近視の治療および／または予防をもたらす。すなわち、特定の態様において、このような作用を実現するために光重合可能な分子が用いられる。光重合可能な化合物は、例えば強膜の弾性率を増大させ、かつ／もしくは強膜の強度を増大させる限り、または、近視の少なくとも1つの症状が少なくとも部分的に改善される限り、任意の好適な種類のものであってよい。分子は、好ましくは、組織の物理特性および／または化学特性を変化させる。
【００７４】
本発明の特定の局面において、重合できるモノマーと光開始剤との混合物が、それを必要としている個人の強膜に提供される。光が分子にターゲティングされるまで、分子は不活性とみなされてもよく、かつ、本発明の特定の文脈において重合不能な形態である。したがって、分子を個人に投与しそしてエネルギー源への曝露によって活性化した際に、分子は重合し、これにより弾性率を増大させかつ／または強膜を強化する。特定の態様において、重合は、モノマー間で生じ、かつ／または、例えばコラーゲンなど強膜組織中の1つまたは複数の分子とともに生じる。他の特定の態様において、重合は、コラーゲン、グリコサミノグリカン、プロテオグリカン、ヒアルロナン、デルマタン硫酸およびコンドロイチン硫酸をベースとするプロテオグリカン、ならびに小型プロテオグリカン（例えばデコリンおよびバイグリカン）など、強膜分子の周囲におけるモノマーの重合を含む。
【００７５】
光重合可能な化合物は、他のモノマー鎖もしくはポリマー鎖との重合、それ自体との重合、強膜組織中の少なくとも1つの分子との重合、またはこれら態様のうち2つ以上との重合のいずれかにより重合が生じる場所である、1つまたは複数の部分（末端基など）を含むものとして定義されてもよい。重合可能な水溶性モノマーの非限定的な例を図10Aに示す。
【００７６】
特定の態様において、光重合可能な化合物は、例えば天然エラスチン、人工エラスチン、またはこれらの混合物などのポリペプチドを含む。人工エラスチンは任意の好適な様式で作られてよいが、特定の態様において、例えば、化学物質への曝露時に、またはエラスチンをコードするポリヌクレオチドの部位特異的突然変異誘発によって、エラスチンの1つまたは複数のアミノ酸が改変される。核酸の化学的突然変異生成は、例えばベンゾ[a]ピレン、N-アセトキシ-2-アセチルアミノフルオレン、またはアフロトキシンB1への曝露によって実現してもよい。部位特異的突然変異誘発は当技術分野において周知であり、かつ、例えば米国特許第5,220,007号、第5,284,760号、第5,354,670号、第5,366,878号、第5,389,514号、第5,635,377号、および第5,789,166号に記載されている。
【００７７】
人工エラスチンは、例えば、2つ以上のメタクリル基またはアクリル基の付加によって修飾してもよい。エラスチンは、特定の態様において、光重合用のモノマーとして利用してもよい。当業者には、修飾エラスチンが長寿命でありかつ化学的に多用性であることが認識される。
【００７８】
ポリペプチドの例には、天然に合成されるタンパク質における20種の一般アミノ酸のうち少なくとも1つ、および／または、修飾アミノ酸もしくは特殊アミノ酸を少なくとも1つ含む、アミノ分子配列が含まれる。修飾アミノ酸または特殊アミノ酸には、4-アミノ酪酸および下記の表1に示すアミノ酸が含まれるが、それに限定されるわけではない。
【００７９】
（表１）修飾アミノ酸および特殊アミノ酸
2007536272.tif 000003
【００８０】
フェニルアラニンおよびチロシンの類似体の例としては、p-アミノフェニルアラニン、p-エチニルフェニルアラニン、アジドフェニルアラニン、O-アセチルチロシン、O-アリルチロシン、p-ブロモフェニルアラニン、m-ヨードチロシン、およびm-クロロチロシンが含まれる。メチオニン、イソロイシン、およびロイシンの例示的な類似体を図11に示す。
【００８１】
光重合可能な化合物は、光開始剤とともに優先的に提供される。光開始剤は好ましくは水溶性であり、かつ、用いられる光源と相関する。特定の態様において、光開始剤は酸素により阻害され、これにより、血管壁などのように強化が有害となると考えられる組織の強化を回避するのに特に好適となる。単光子重合開始剤または2光子重合開始剤である水溶性の光開始剤を含む、光開始剤の例を図10B〜10Eに示す。単光子開始剤には、例えばフェニルアセトフェノン誘導体（λ>320 nm）、アシルホスフィンオキシド誘導体（λ>385 nm）、およびキノン／アミン混合物（λ, 420 nm 〜 500 nm）が含まれる。2光子重合開始剤には、例えばフルオレンを基礎とする光開始剤が含まれる。
【００８２】
VI. 製剤
本発明の分子は、所望の組織において有効濃度を提供するように処方される。いくつかの態様において、分子は、異常のない組織中にも蓄積するが、このことは個人にとって問題とならない。なぜならば、活性化エネルギー源を強膜に正確にターゲティングすることによって、この組織内で選択的な活性化が生じるからである。分子が蓄積する他の領域は、活性化エネルギーによる治療を受けない。したがって、分子は不活性のままとなり、そして腎臓および／または肝臓を介して除去される。いくつかの態様において、組織を変化させる分子は、標的強膜の特異的な表面成分に結合してもよい特異的な結合リガンドに連結されるか、または、望ましい場合は、より高濃度を標的組織に送達するキャリヤとともに調合される。特定の態様において、ロイシンジッパー領域などの種々のタンパク質結合領域が本発明の分子に関連付けられる。
【００８３】
製剤の性質は、投与の様式および選択される分子の性質に部分的に依存する。特定の化合物に対して適切な、薬学的に許容される任意の賦形剤またはその組合せを用いてよい。したがって化合物は、水性組成物、局所用組成物、経粘膜的もしくは経皮的組成物、経口用製剤もしくは静脈投与用製剤、局所注射（眼周囲注射または眼内注射など）、またはこれらの組合せとして投与されてもよい。製剤はまた、例えばリポソームなどの送達用媒体を含んでいてもよい。
【００８４】
VII. 投与および用量
本発明の分子は、全身投与を含む広範な種々の任意の方法により投与できるが、特定の態様においては局所投与される（例えば、強膜への直接局所投与、眼周囲注射、または球後注射など）。
【００８５】
組織を変化させる分子の用量は、投与の様式；分子を運搬する製剤（リポソームの形態である製剤など）；または標的特異的なリガンド（抗体もしくは免疫学的に活性なフラグメントなど）に連結されているか否か、によって広範に異なり得る。一般的に認識されているように、分子の種類、製剤、投与の様式、および用量レベルの間には関係がある。特定の組合せに合うようにこれらのパラメータを調節することは可能でありかつ日常的に行われている。
【００８６】
VIII. エネルギー源
エネルギー源は、それぞれケージングされた架橋用試薬をアンケージングするかまたは光重合可能な化合物を光重合させる、任意の刺激を含む。エネルギー源は当技術分野において周知であるが、エネルギー源の例示的な形態としては光または超音波などがある。特定の態様において、単光子光化学、2光子光化学、または多光子光化学が利用される。特定の態様において、単色光が利用される。
【００８７】
本発明の分子の効果的かつ選択的な光活性化に用いられる種々のパラメータは、相互に関係していてもよい。したがって、用量は、例えばフルエンス、放射照度、治療の持続時間、および用量投与から治療的照射までの時間間隔など、他のパラメータとの関連においても調節されるべきである。これらすべてのパラメータは、眼組織に有意な損傷を与えることなく視機能の向上をもたらすように調節されるべきであり、当業者はどのようにそれを行うかを十分認識している。
【００８８】
例えば2光子吸収などに関する組成物および方法は当技術分野において周知であるが、例示的な方法は、いずれも参照によりその全部が本明細書に組み入れられる米国特許第6,267,913号、米国特許第6,472,541号、および国際公開公報第00/31588号に記載されている。
【００８９】
IX. 治療効果のアッセイ
本発明の特定の局面において、本発明の方法および組成物により強膜が強化される。本発明の記載を言い換えると、眼組織の弾性率が増大する、強膜の菲薄化が少なくとも遅延する、コンプライアンスが低下する、およびクリープが減少するなどである。これらのパラメータは、本発明の方法を用いる前および／または後に当技術分野における好適な方法で測定してもよく、かつ、これらの方法は定性的アッセイであってもまたは定量的アッセイであってもよい。
【００９０】
本発明において提案される近視の治療は、特定の態様において、近視でない患者において近視の発生を予防または阻止する結果をもたらす。近視の患者において、本発明の治療は、疾患の進行を停止させるかまたは遅らせると考えられる。臨床的な実践における治療の有効性の評価は、超音波、光コヒーレンストモグラフィ、磁気共鳴画像法、眼底撮影、走査レーザー検眼鏡検査、細隙灯検眼鏡検査などの受容されている診断技術を用いて行うことができる（Goss 1997, Haigis 2000）。これらの技術を用いて、例えば眼軸長、硝子体腔の長さ、および眼球の形状などの眼の特性の測定を行うことができる。
【００９１】
治療の有効性を評価するためのインビトロ試験を用いて、組織の物理特性（例えば透過性など）および機械特性の変化を調べることができる。透過性の量子化は、MRI、またはUssingチャンバー実験と組み合わせた粒子検出などの方法を用いて行ってもよい（Olsen 1995）。予期される機械特性の変化には、ずれ弾性率の増大、ヤング率の増大、圧縮弾性率の増大、コンプライアンスの低下、およびクリープの減少が含まれ得るが、これらに限定されることはなく、または必ずしも含まれなくてもよい。一般的な生体力学的および流動学的手順を用いて、このような治療効果を定量化してもよい（Downs 2003, Jin 2001, Knapp 1997, McBrien 2003, St. Helen 1961, 本明細書に記載の実施例1および2）。
【００９２】
強度および弾性率を測定するための他の態様としては、超音波および強膜内の波の伝搬などがある。
【００９３】
実施例
以下の実施例は例として提供されるものであり、いかなる様式においても本発明の範囲を制限することを意図するものではない。
【００９４】
実施例1
ポリ（エチレングリコール）ジメタクリレート（PEGDM）治療による強膜弾性率の増大
本発明は、強膜の物理特性または化学特性を変化させることによって近視を治療するための方法を含む。そのような治療の1つの実施例において、強膜の肥厚化、補強、架橋、および強化などの所望の結果を得るため、光重合可能な分子を用いてもよい。そのような分子は、投与時には不活性となり、光または超音波など局所的に誘導されたエネルギーによってのみ活性化される。この治療の適用は、薬理学的に承認された方法で行われ、好ましくは球後投与によって行われる。
【００９５】
具体的な実施例として、不活性な分子を球後投与により投与し、5〜60分間の時間を与えて強膜内の所望の深さまで拡散させる。不活性な分子に取り付けられているか、または取り付けられていないが同分子と同じ速度で拡散する蛍光標識によって、分子の灌流をモニターしてもよい。次に、所望の結果を得るため、例えばUV光などのエネルギーを適切な照射時間（1〜30分間）にわたって照射することによって分子を活性化させてもよい。所望の結果を得るための照射時間は、患者の必要性、選択した分子、拡散時間、光源、および送達方法に基づいて調節してもよい。以後の検査を用いて、さらなる治療が必要か否かを判定してもよい。
【００９６】
使用してもよい分子の具体的な実施例として、デモンストレーション用材料としてポリ（エチレングリコール）ジメタクリレート（PEGDM）と光開始剤（[(4-ベンゾイルベンジル)臭化トリメチルアンモニウム]）との混合物を選択した。PEGDMは、その重合能、水溶性、および生体適合性のため、この治療に好適な材料の1つである（Riley, 2001）。所望の光開始剤は、化合物15のように水溶性であるべきであるが、活性化波長、活性化効率、遊離基の産生、および毒性は、所望の治療結果を実現するために調節してもよい変数である。エネルギー源は治療を局所的に活性化させる方法を提供し、この実施例では、角膜のインビボ研究で用いられているものと同程度のレベルのUVが用いられる（Wollensak, 2003）。臨床用の光源は、侵入深さをより大きくし、細胞毒性をより少なくし、かつ治療の3次元局所化をより正確にするため、好ましくは長波長（>400 nm）かつ多光子である。
【００９７】
この実施例は、強膜の弾性率を増大させしたがって組織を強化するこのような治療の能力を示すものである。以下を判定するために試験を行った：1）光開始剤を伴うポリ（エチレングリコール）ジメタクリレート（PEGDM）の灌流および光重合によって強膜のずれ弾性率を増大させることができるか、2）弾性率はPEGDMの濃度に依存するか、ならびに3）反応は組織中の酸素濃度による影響を受けるか。
【００９８】
方法
8 mmのトレフィンパンチ（trephine punch）を用いて、豚眼（死後 <36時間）の後極から直径8 mmの新鮮強膜組織切片を切り出した。組織切片を22℃のDulbeccoリン酸緩衝生理食塩水（DPBS）中に24時間置いてから、試料の弾性特性の尺度として貯蔵弾性率G'の初回測定を行った。G'は、生物学的試料に一般的である壁面スリップを減少させる新規のクリートツール（cleat tool）（平行な壁面を備える正方形のクリート、一辺450μm、長さ600μm、正方形格子上の中心間距離1350μm；Nickerson and Kornfield, 2005）を取り付けたレオメーターTA Instruments AR2000による振動剪断試験により測定した。試料装填中の法線力は約0.1Nであった。装填後、組織を37℃のDPBS溶液槽内で2分間平衡させた。試験は、一定の振幅応力（5 Pa）および角振動数（1 rad／秒）にて1分間にわたって実施した。次に、強膜切片をレオメーターから除去し、1% w/wの例示的な光開始剤[(4-ベンゾイルベンジル)臭化トリメチルアンモニウム]を含む様々なパーセント（0〜25% w/w）の550 MWのポリ（エチレングリコール）ジメタクリレート（PEGDM）の溶液中に置いた。組織を溶液に1時間浸漬し、溶液から取り出し、Kimwipeを当てて乾燥した後、以下3つのうち1つの環境に置いた：1）組織のサイズの密封チャンバ内でガラス窓に押し付けた状態；2）エアパージした大気中；または3）アルゴンパージした大気中。照射なしで5分経過後、水銀灯を用いて、強膜を365 nmのUV照射（5.0〜約5.5 mW/cm2）に30分間曝露した。照射および光重合後、強膜切片を22℃のDPBSすすぎ剤中に24時間置いた。次に、初回の弾性率と同じ手順で、最終的な弾性率を測定した。
【００９９】
結果
図4の各データポイントは4つの組織切片の結果を表している（平均±SD）。25% PEGDM溶液では、アルゴン環境中において空気環境中より大きな弾性率の変化が生じ（それぞれ、241±105%の増大および99±65%の増大）小さなガラスチャンバでもアルゴンに近い変化が生じる（267±107%）。PEGDM溶液の濃度が低いほど変化が小さい。
【０１００】
明らかに、PEGDMなどの光架橋可能なモノマーによる処理によって、強膜の貯蔵弾性率を増大させることができる。これらの実験から、光重合の酸素依存性および弾性率の用量依存性の両方が確認された。酸素依存性は、遊離基スカベンジャーとして作用する酸素の傾向から予期され、組織中の酸素濃度を制御することにより、反応を調整する有用な方法を提供できる可能性がある。さらに、領域中の血管は、より重合しにくくかつ周囲組織の治療中に変化しないまま保たれる可能性がある。弾性率が濃度依存性であることは、濃度が低いほど既存のネットワークに加えられる支持が少ないことから予期される。このことは、特定の態様において、溶液の用量に基づいて強膜の機械特性を調整することを可能にする。ガラス窓は組織を隔離し、そしてラジカルスカベンジャーの数が欠乏するため、アルゴン中と同様、反応が阻害されずに進行する。この方法は、試験中に脱水を防ぐため組織を密封するというさらなる利益をもたらす。
【０１０１】
実施例2
強膜の構造完全性の増大
実施例1で記載したように、近視の治療にPEGDMなどの分子を利用できる可能性がある。前述の変数に加えて、異なる分子量のモノマーにより、治療する組織の厚さ、強度、可撓性、および透過性など異なる特性が生じる可能性がある。
【０１０２】
PEGDM溶液に浸漬しUV光を照射したヒト強膜が、貯蔵弾性率G'で測定される構造完全性の増大を生じるか否かを判定するため、試験を行った。
【０１０３】
方法
8 mmのトレフィンパンチを用いて、ヒトドナー眼（死後 <72時間）の後極から直径8 mmの新鮮強膜組織切片を切り出した。組織切片を5℃のDulbeccoリン酸緩衝生理食塩水（DPBS）中に24時間置いてから、試料の弾性特性の尺度として貯蔵弾性率G'の初回測定を行った。G'は、生物学的試料に一般的である壁面スリップを減少させる新規のクリートツール（平行な壁面を備える正方形のクリート、一辺450μm、長さ600μm、正方形格子上の中心間距離1350μm；Nickerson and Kornfield, 2005）を取り付けたレオメーターTA Instruments AR2000による振動剪断試験により測定した。試料装填中の法線力は約0.1Nであった。装填後、組織を37℃のDPBS溶液槽内で2分間平衡させた。試験は、一定の振幅応力（5 Pa）および角振動数（1 rad／秒）にて1分間にわたって実施した。次に、強膜切片を、1% w/wの光開始剤（[(4-ベンゾイルベンジル)臭化トリメチルアンモニウム]）を含む様々なパーセント（0、10、50% w/w）および分子量（550または875 MW）のポリ（エチレングリコール）ジメタクリレート（PEGDM）の溶液中に置いた。組織を溶液に1時間浸漬し、溶液から取り出し、Kimwipeを当てて乾燥した後、組織のサイズの密封チャンバ内でガラス窓に押し付けた状態に置いた。水銀灯を用いて、強膜を365 nmのUV照射（約4 mW/cm2）に30分間曝露した。照射および光重合後、強膜切片を22℃のDPBSすすぎ剤中に4.5時間置いた。次に、初回の弾性率と同じ手順で、最終的な弾性率を測定した。
【０１０４】
図5に示されているように、PEGDM濃度が高いほど弾性率の変化が大きい。弾性率の分子量依存性はこのデータからは判定できない。
【０１０５】
ヒト強膜はPEGDM溶液による処理によって強化でき、そしてこの結果は、弾性率が用量依存性の挙動を有すると予期できることを示している。弾性率の分子量依存性を判定するためにさらなる試験を用いてもよいが、本発明の特定の態様において、溶液中のモノマーの分子量は、処理される組織の最終的な物理特性に直接的または間接的に影響を及ぼす。
【０１０６】
実施例3
例示的な重合開始剤およびその合成
光重合可能な化合物が用いられる態様において、化合物は光開始剤とともに優先的に提供される。種々の光開始剤が利用できるが、図6に3つの例示的な重合開始剤の合成を示す。
【０１０７】
（1）2光子重合開始剤
化合物2の合成：  フラスコに、2,7-ジブロモフルオレン（化合物1）2.5 gm（7.71 mmol）、t-ブチル 6-ヨードヘキサノエート4.8 gm（19.1 mmol）、および12-クラウン-6 200 mgを入れ、DMSO 80 mLおよび水7 mLを加え、続いてKOH 1.5 gm（26.8 mmol）を加えた。反応混合物をアルゴン下に1晩撹拌した。酢酸エチル500 mLおよびブライン（brine）溶液400 mLを加えて反応混合物を希釈した。よく振盪した後、有機層を分離しブラインで再度洗浄した。有機層を硫酸ナトリウム上で乾燥させて濃縮した。シリカゲル（150 gm）にヘキサンを投入し、少量のCH2Cl2中の粗組成物を装填してカラムを0〜70% CH2Cl2／ヘキサンで抽出し、分画をTLCで同定し（CH2Cl2 : ヘキサン = 7:3）、所望の分画をプールおよび濃縮して、4.5 g（84.7%）の化合物2を得た。
【０１０８】
化合物3の合成：  フラスコに、4-ブロモフェノール2.0 gm（11.8 mmol）、t-ブチル 6-ヨードヘキサノエート2.7 gm（10.8 mmol）、および12-クラウン-6 100 mgを入れ、DMSO 40 mLおよび水5 mLを加え、続いてKOH 1.0 gm（17.8 mmol）を加えた。反応混合物をアルゴン下に1晩撹拌した。酢酸エチル200 mLおよびブライン溶液200 mLを加えて反応混合物を希釈した。よく振盪した後、有機層を分離しブラインで再度洗浄した。有機層を硫酸ナトリウム上で乾燥させて濃縮した。シリカゲル（100 gm）にヘキサンを投入し、少量のCH2Cl2中の粗組成物を装填してカラムを0〜50% CH2Cl2／ヘキサンで抽出し、分画をTLCで同定し（CH2Cl2 : ヘキサン = 1:1）、UV光およびCAM染色で可視化し、所望の分画をプールおよび濃縮して、3.1 g（76.5%）の化合物3を得た。
【０１０９】
化合物4の合成：  50 mLシュレンクチューブに、化合物3 1.5 gm（4.3 mmol）、アニリン0.65 g（7.0 mmol）、Pd2(dba)3 [トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)] 75 mg（0.082 mmol）、DPPF [1,1'-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン] 95 mg（0.17 mmol）、およびトルエン30 mLを加えた。反応混合物をアルゴン下に20分間撹拌し、110℃まで加熱して、ただちにナトリウムtert-ブトキシド600 mg（6.2 mmol）を加えた。反応混合物を密封し、110℃で30分間加熱した。冷却後、混合物をシュレンクチューブから酢酸エチル200 mL中に流し込み、この溶液をブラインで2回洗浄し、硫酸ナトリウム上で乾燥させて濃縮した。シリカゲル（100 gm）にヘキサンを投入し、少量のCH2Cl2中の粗組成物を装填してカラムを0〜10%酢酸エチル／ヘキサンで抽出し、分画をTLCで同定し（EtOAc : ヘキサン = 1:9）、UV光で可視化し、所望の分画をプールおよび濃縮して、1.2 g（78.5%）の化合物4を得た。
【０１１０】
化合物5の合成：  50 mLシュレンクチューブに、化合物2 0.88 gm（1.28 mmol）、化合物4 1.0 g（2.81 mmol）、Pd2(dba)3 80 mg（0.087 mmol）、DPPF 100 mg（0.18 mmol）、およびトルエン20 mLを加えた。反応混合物をアルゴン下に20分間撹拌し、110℃まで加熱して、ただちにナトリウムtert-ブトキシド670 mg（7.0 mmol）を加えた。反応混合物を密封し、110℃で2時間加熱した。冷却後、混合物をシュレンクチューブから酢酸エチル200 mL中に流し込み、この溶液をブラインで2回洗浄し、硫酸ナトリウム上で乾燥させて濃縮した。シリカゲル（100 gm）にCH2Cl2を投入し、少量のCH2Cl2中の粗組成物を装填してカラムを2 x 250 mLのCH2Cl2および2 x 250の5%酢酸エチル／CH2Cl2で抽出し、分画をTLCで同定し（EtOAc : CH2Cl2 = 5:95）、UV光で可視化し、所望の分画をプールおよび濃縮して、0.7 g（45.1%）の化合物5を得た。
【０１１１】
化合物5の合成：  化合物5 0.30 gm（0.24 mmol）に、トリイソプロピルシラン0.1 mLを含むTFA（トリフルオロ酢酸）20 mL/CH2Cl2 20 mLの溶液を加えた。反応混合物をアルゴン下に2時間撹拌し、得られた混合物をトルエン40 mL添加により希釈した。溶媒を除去し、残留物をトルエンで3回共蒸発させた。この粗生成物（化合物5）は、これ以上の精製をせずに使用される。
【０１１２】
図7にエチレングリコールオリゴマーの例示的な合成経路を示す。
【０１１３】
化合物7の合成：  ポリ（エチレングリコール）メチルエーテル（典型的にMn 350）5.0 gm（14.3 mmol）に乾燥THF 50 mLを加え、溶液を氷水浴中で冷却しながら、NaH 0.68 gm（17.0 mmol）含有の鉱油を少しずつ加えた。反応混合物を撹拌しながら、2時間以内に室温まで徐々に加温した。得られた混合物を同じ氷水浴中で再冷却し、塩化トルエンスルホニル4.1 gm（21.5 mmol）を加え、混合物を1晩撹拌した。溶媒を除去し、残留物をジクロロメタン150 mLおよびブライン100 mL添加により希釈し、よく振盪した後、有機層を分離してブラインでもう1度洗浄し、硫酸ナトリウム上で乾燥させて濃縮した。シリカゲル（100 gm）にCH2Cl2を投入し、少量のCH2Cl2中の粗組成物を装填してカラムを1〜5% CH3OH／CH2Cl2で抽出し、分画をTLCで同定し（CH3OH : CH2Cl2 = 8:92）、ヨウ素で可視化し、所望の分画をプールおよび濃縮して、7.4 g（82.8%）の化合物7を得た。
【０１１４】
化合物8の合成：  化合物7 3.5 gm（5.59 mmol）に、DMF 30 mL、水18 mL、およびNaN3 8.0 gm（123 mmol）を加えた。得られた懸濁液をアルゴン下にて58℃で1晩加温した。溶媒を除去後、残留物をジクロロメタン150 mLおよびブライン100 mL中に溶解した。有機層を分離し、硫酸ナトリウム上で乾燥させて濃縮した。シリカゲル（100 gm）にCH2Cl2を投入し、少量のCH2Cl2中の粗組成物を装填してカラムを1〜5% CH3OH／CH2Cl2で抽出し、分画をTLCで同定し（CH3OH : CH2Cl2 = 5:95）、ヨウ素で可視化し、所望の分画をプールおよび濃縮して、2.4 g（86.4%）の化合物8を得た。
【０１１５】
化合物9の合成：  化合物8 2.4 gm（4.82 mmol）に、THF 80 mL、水1.8 mL、およびトリフェニルホスフィン12.5 gm（47.7 mmol）を加えた。反応混合物をアルゴン下にて1晩撹拌した。溶媒を除去後、残留物を4%クエン酸溶液40 mLおよび酢酸エチル100 mL中に溶解した。有機層を分離し、4%クエン酸溶液10 mLで逆抽出した。混合水溶液を酢酸エチル20 mLで1回抽出した。5N NaOH溶液の添加により水溶液のpHを14に調整した。得られた塩基性溶液をジクロロメタン（2 x 150 mL）で2回抽出した。混合抽出液を硫酸ナトリウム上で乾燥させて濃縮し、1.7 gm（92.0%）の純粋な化合物9を得た。
【０１１６】
化合物10の合成：  化合物6 100 mg（0.082 mmol）に、化合物9 252 mg（0.66 mmol）、2-クロロ-1-メチルピリジウムヨージド200 mg（0.78 mmol）、TEA（トリエチルアミン）1.0 mL、およびジクロロメタン25 mLを加えた。反応混合物をアルゴン下にて1晩撹拌した。反応混合物を、ジクロロメタン50 mLの添加により希釈し、1.0 N NaOH 溶液で1回、4%クエン酸溶液で1回、およびブラインで1回洗浄し、硫酸ナトリウム上で乾燥させて濃縮した。シリカゲル（50 gm）にCH2Cl2を投入し、少量のCH2Cl2中の粗組成物を装填してカラムを1〜8% CH3OH／CH2Cl2で抽出し、分画をTLCで同定し（CH3OH : CH2Cl2 = 5:95）、長波長UVで可視化し、所望の分画をプールおよび濃縮して、220 mg（84.6%）の化合物10を得た。
【０１１７】
（2）単光子重合開始剤
（i）長波長単光子重合開始剤
図8に単光子重合開始剤の例示的な合成経路を示す。
【０１１８】
化合物11の合成：  フラスコに4-ブロモ-3,5-ジメチルフェノール4.0 gm（20 mmol）を入れ、乾燥THF 50 mLを加え、溶液を氷水浴中で冷却しながら、NaH 0.90 gm（22.5 mmol）含有の鉱油を少しずつ加えた。反応混合物を撹拌しながら、2時間以内に室温まで徐々に加温した。得られた混合物を同じ氷水浴中で再冷却し、化合物7 8.0 gm（12.8 mmol）および18-クラウン-6 1.0 gmを加え、混合物をアルゴン下にて1晩還流した。溶媒を除去し、残留物をジクロロメタン150 mLおよびブライン100 mL添加により希釈し、よく振盪した後、有機層を分離してブラインでもう1度洗浄し、硫酸ナトリウム上で乾燥させて濃縮した。シリカゲル（100 gm）にCH2Cl2を投入し、少量のCH2Cl2中の粗組成物を装填してカラムを1〜5% CH3OH／CH2Cl2で抽出し、分画をTLCで同定し（CH3OH : CH2Cl2 = 8:92）、ヨウ素で可視化し、所望の分画をプールおよび濃縮して、7.1 g（93.1%）の化合物11を得た。
【０１１９】
化合物12の合成：  化合物11 2.5 gmに乾燥THF 40 mLを加えた。得られた溶液をドライアイス-アセトン浴（-78℃）中で冷却しながら、2.8M nBuLi 3.5 mL（9.8 mmol）含有のヘキサンをゆっくり加えた。反応混合物を室温まで徐々に加温し、同じドライアイス-アセトン浴中で再冷却し、CO2ガスをこの溶液に30分間通気した。反応混合物を1晩撹拌した。1.0N HCl 溶液 20 mLを加えた後、混合物を濃縮し、残留物をジクロロメタン200 mL中に溶解した。有機層を4%クエン酸溶液（2 x 100 mL）で2回洗浄した。シリカゲル（70 gm）にCH2Cl2を投入し、少量のCH2Cl2中の粗組成物を装填してカラムを1〜8% CH3OH／CH2Cl2で抽出し、分画をTLCで同定し（CH3OH : CH2Cl2 = 8:92）、ヨウ素で可視化し、所望の分画をプールおよび濃縮して、0.9 g（44.5%）の化合物12を得た。
【０１２０】
（ii）短波長単光子重合開始剤
図9に短波長単光子重合開始剤の例示的な合成経路を示す。
【０１２１】
化合物15の合成：  4-(ブロモメチル)ベンゾフェノン0.5 gm（1.88 mmol）に、クロロホルム15 mL、エーテル15 mL、およびトリメチルアミン2.2 mLを加えた。反応混合物を3時間撹拌し、溶媒を除去した。残留物をメタノール15 mL中に溶解し、エーテル80 mLを加えた。混合物を-20℃で3時間冷却した。白色の沈殿物が形成され、これを濾過した。高真空にて乾燥後、所望の生成物である化合物15 0.55 gm（90.4%）を得た。
【０１２２】
実施例4
近視の治療
本発明の特定の態様において、進行性の強度近視がある患者に、モノマーまたはポリ（エチレングリコール）ジメタクリレートなどの本発明の化合物が球後注射され、次に、約15〜120分後に強膜の後極領域に2光子照射が行われる。PEGDMの重合後、強膜の弾性率が増大し、近視の進行が予防または遅延される。例えば部分的可干渉インフェロメトリーなどを用いて軸方向の拡大について眼の経過観察が行われ、その間、例えば約2〜12ヵ月後などに治療が繰り返される。
【０１２３】
本発明の別の態様において、強膜などの標的組織からの固有の光散乱に基づいて、治療対象の組織を同定する方法が存在する。可視光または赤外光による光コヒーレンストモグラフィ（OCT）を用いて、眼の強膜の物理的または化学的な性質の変化を検出する。いくつかの態様において、OCTは、眼の構造を見るためだけでなく、ドプラーOCTにより構造の可動性を見ることおよび化学的性質を見ることにも利用できる。この態様において、OCTおよび／またはその変種は、特性が変化した強膜の性質を判定するために用いられ、これにより、指針のある治療を可能にする。治療は、投与された薬剤を強膜内または強膜付近で光アンケージングまたは光活性化することであってもよい。
【０１２４】
参考文献
本明細書で言及されたすべての特許および刊行物は、本発明が属する技術分野の当業者のレベルを示すものである。すべての特許および刊行物は、個々の刊行物が参照により本明細書に組み入れられるものとして具体的かつ個別に示された場合と同程度に、参照により本明細書に組み入れられる。
【０１２５】
特許
米国特許第5,220,007号
米国特許第5,284,760号
米国特許第5,354,670号
米国特許第5,366,878号
米国特許第5,389,514号
米国特許第5,635,377号
米国特許第5,789,166号
米国特許第5,756,541号
米国特許第5,798,349号
米国特許第5,910,510号
米国特許第5,935,942号
米国特許第6,128,525号
米国特許第6,140,314号
米国特許第6,225,303号
米国特許第6,248,727号
米国特許第6,267,913号
米国特許第6,472,541号
国際公開公報第00/31588号
【０１２６】
刊行物
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【図面の簡単な説明】
【０１２７】
本発明のより完全な理解のため、以下、添付の図面との関連で解釈される下記の記載に言及する。
【図１】本発明の光ケージド試薬の例示的な態様を示した図である。
【図２】光開始剤と混合するためのモノマーの例示的な態様を示した図である。
【図３】本発明の光開始剤の例示的な態様を示した図である。
【図４】ポリ（エチレングリコール）ジメタクリレート（PEGDM）処理によるブタ強膜の弾性率の増大を示した図である。
【図５】PEGDM処理によるヒト強膜の弾性率の増大を示した図である。
【図６】2光子重合開始剤の例示的な合成を示した図である。
【図７】エチレングリコールオリゴマーの例示的な合成を示した図である。
【図８】単光子重合開始剤の例示的な合成を示した図である。
【図９】短波長の単光子重合開始剤を示した図である。
【図１０】いくつかの例示的な重合可能水溶性モノマー（図10A）および水溶性光開始剤（図10B〜10E）を示した図である。
【図１１】本発明の態様において非天然アミノ酸として使用するためのメチオニン、イソロイシン、およびロイシンの例示的な類似体を示した図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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