Терапевтическое восстановление и усиление увлажнения поверхности глаза

Терапевтическое восстановление и усиление увлажнения поверхности глаза

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Отсылка к родственным заявкам

[001] Данная патентная заявка претендует на привилегии, предоставляемые в связи с подачей предварительной заявки США №61/051, 112, поданной 7 мая 2008, которая включена в данную заявку посредством ссылки.

Область изобретения

[002] Данное изобретение относится к организации увлажнения (смазки) глаза. В частности, данное изобретение относится к фармацевтическим композициям и способу их применения в лечении заболеваний, связанных с нарушением увлажнения поверхностей роговицы и конъюнктивы.

Уровень изобретения

[003] Ген протеогликана 4 (prg4) кодирует сильно гликозилированные белки, так называемые фактор стимуляции мегакариоцитов (MSF, megakaryocyte stimulating factor), любрицин (lubricin) и белок поверхностной зоны (SZP, superficial zone protein) (1). Любрицин впервые выделили из синовиальной жидкости и продемонстрировали in vitro его увлажняющую способность, схожую с синовиальной жидкостью, на границе раздела хрящ-стекло (2). Позднее Jay et al. (3-9) идентифицировали любрицин как продукт синовиальных фибробластов (3), а также показали, что он обладает граничной увлажняющей способностью на границе раздела латекс-стекло. Впоследствии было показано, что O-связанные β(1-3) Gal-GalNAc олигосахариды внутри большого муцин-подобного домена из 940 аминокислот (10), закодированного в экзоне 6, в частности, опосредуют эту граничную увлажняющую способность (8). SZP впервые был локализован на поверхности эксплантата хряща в его поверхностной зоне и выделен из кондиционированной среды (11). SZP также продемонстрировал увлажняющую способность на границе раздела хрящ-стекло (12). Эти молекулы вместе относятся к так называемым PRG4. Также было показано, что PRG4 присутствует на поверхности синовиальной оболочки (58), сухожилий (13) и менисков (14). Кроме того, было показано, что PRG4 участвует, как в физиологических, так и в патофизиологических концентрациях, в обеспечении граничного увлажнения соединяющихся суставных хрящевых поверхностей (59).

[004] Функциональное значение prg4 было показано с помощью мутаций, которые вызывают у людей САСР-синдром (камптодактилия - артропатия - соха vara - перикардит). САСР проявляется камптодактилией, невоспалительной артропатией и гипертрофическим синовиитом, деформацией шейки бедра соха vara, перикардитом и плевритом (15). Кроме того, у мышей без PRG4 наблюдалось разрушение хряща и последующее повреждение суставов (16). Таким образом, экспрессия PRG4 является необходимым компонентом здоровых синовиальных суставов.

[005] PRG4 является членом семейства муцинов, которые обычно в большом количестве встречаются на эпителиальных выстилках и обеспечивают многие функции, включая увлажнение и защиту от проникновения микроорганизмов (17). Функциональные свойства муцинов, как правило, определяются специализированными моделями гликозилирования и их способностью формировать мультимеры с помощью межмолекулярных дисульфидных связей (18); и то, и другое изменяется при хронических заболеваниях (например, при муковисцидозе, бронхиальной астме) (17). Биохимические характеристики PRG4, выделенного из синовиальной жидкости (2, 19), демонстрируют молекулярную неоднородность в O-гликозилировании, что, по-видимому, влияет на увлажняющие свойства (8). Недавно было показано, что PRG4 из бычьей синовиальной жидкости в дополнение к мономерным формам существует в виде дисульфид-связанных димеров, по-видимому, за счет консервативных цистеин-богатых доменов на N- и С-концах наряду с непарным цистеином на С-конце (20).

[006] В тканях, таких как синовиальные суставы, физико-химические режимы увлажнения были классифицированы как жидкая пленка или граничная смазка. Действующий режим увлажнения зависит от нормальных и касательных сил, действующих на сочленяющиеся ткани, от относительной скорости касательного движения этих поверхностей, а также от времени нагрузки и движения. Коэффициент трения, µ, является количественной мерой и определяется как отношение касательной силы трения к нормальной силе. Один тип режима увлажнения, опосредованный жидкостью, является гидростатическим. В начале нагрузки и, как правило, в течение длительного времени межклеточная жидкость в хряще находится под давлением в связи с двухфазной природой ткани; жидкость также может подвергаться давлению в неровностях между сочленяющимися поверхностями по механизму просачивания. Таким образом, находящаяся под давлением межклеточная жидкость и задержанный увлажняющий пул могут внести значительный вклад в поддержание нормальной нагрузки с небольшим сопротивлением силе сдвига за счет очень низкого µ. Кроме того, в начале нагрузки и/или движения появляется сжатая пленка, гидродинамический и упругогидродинамический типы жидкой увлажняющей пленки, с повышением давления, движением и деформацией, действующими на движение вязкой смазки от и/или через промежуток между двумя поверхностями при относительном движении.

[007] Соответствующие границы, в которых классически возникает давление жидкости/пленки против граничной смазки, зависит от ряда факторов (31). Когда увлажняющая пленка может протечь между соответствующими скользящими поверхностями, которые могут упруго деформироваться, возникает упругогидродинамическая смазка. Давление, шероховатость поверхностей и относительная скорость скольжения определяют, когда полная жидкая смазка начинает разрушаться, и смазка вступает в новый режим. Когда скорость уменьшается, увлажняющая пленка, прилипшая к сочленяющимся поверхностям, начинает способствовать появлению смешанного режима смазки. Если скорость уменьшается еще сильнее, и остается только ультратонкий слой смазки, состоящий из нескольких молекул, то возникает граничная смазка. Поэтому граничный режим смазки обозначается коэффициентом трения (отношением измеренной силы трения между двумя контактирующими поверхностями при относительном движении к приложенной нормальной силе) при постоянном скольжении, независимом от факторов, которые влияют на формирование жидкой пленки, таких как относительная скорость скольжения и осевая нагрузка (35). Для суставного хряща был сделан вывод, что граничная смазка, несомненно, возникает, хотя и дополняется повышением давления под жидкостью и другими механизмами (36-39).

[008] В граничной смазке нагрузка поддерживается контактом поверхность-поверхность, а связанные фрикционные свойства определяются поверхностными молекулами смазки. Предположительно, этот режим важен потому, что противоположные слои хряща контактируют примерно на 10% от общей площади, и это может быть в той части, где происходит наибольшее трение (30). Кроме того, с увеличением времени нагрузки и рассеяния гидростатического давления покрытые смазкой поверхности несут все более высокие нагрузки по сравнению с давлением под жидкостью, и, следовательно, этот режим может становиться все более доминирующим (31, 32). Граничная смазка, в сущности, смягчает скачкообразные движения при трении (31), и поэтому заявляется как уменьшающая сопротивление и при постоянном движении, и в начале движения. Последняя ситуация имеет отношение к нагрузке, которую несут сочленяющиеся поверхности после длительной сжимающей нагрузки (например, при сидении или стоянии in vivo) (33). Типичные модели износа хряща поверхностей (34) также показывают, что граничная смазка хрящевых поверхностей имеет решающее значение для защиты и поддержания структуры суставной поверхности.

[009] С увеличением времени нагрузки и рассеяния гидростатического давления поверхности, покрытые смазкой, несут все более высокие нагрузки по сравнению с давлением под жидкостью, и, следовательно, µ может становиться все более доминирующим при этом режиме смазки. Граничный режим смазки обозначается значениями µ при постоянном скольжении, независимом от факторов, которые влияют на формирование жидкой пленки, таких как относительная скорость скольжения и осевая нагрузка. Граничная смазка, в сущности, смягчает скачкообразные движения при трении, и поэтому заявляется как уменьшающая сопротивление и при постоянном движении, и в начале движения.

[0010] Накопление PRG4 в синовиальной жидкости и на суставной поверхности, вероятно, является ключевой функциональной детерминантой граничной увлажняющей способности PRG4. Недавно было показано, что в результате динамической нагрузки сдвига культивированных хрящевых эксплантов возникает значительная, трехкратная секреция PRG4 по сравнению со свободно набухающими или статично сжатыми культурами (27). Этот синтез PRG4 и секреция хондроцитами могли бы значительно увеличивать концентрацию PRG4 в синовиальной жидкости, как в гомеостатических, так и в патологических условиях, когда присутствуют физиологические регуляторы (23). Хотя количество PRG4, связанного с поверхностью, по-видимому, не коррелирует с уровнем секреции, предыдущие исследования показывают, что связанные с поверхностью PRG4 могут меняться с эндогенными PRG4 в синовиальной жидкости (25), особенно под влиянием механических волнений (26, 27). Разъяснение пространственных и временных аспектов метаболизма PRG4 в суставе, особенно на суставной поверхности, будет также способствовать пониманию вклада PRG4 в формирование низкого коэффициента трения на суставном хряще и, возможно, приведет к лечению, предотвращающему потерю его функции (40, 41). Многое еще предстоит узнать о процессинге и о потенциальных дополнительных или альтернативных функциях различных молекул PRG4 различного молекулярного веса (10, 27, 28, 61). Кроме того, сочетание химических и механических факторов для стимуляции экспрессии PRG4 в хондроцитах вблизи суставной поверхности может быть полезным для создания ткани хряща, созданной из изолированных субпопуляций (29), с поверхностью, которая является биологически активной и функциональной в плане увлажнения.

[0011] Точные механизмы граничной смазки на биологических границах раздела в настоящее время неизвестны. Тем не менее, протеогликан 4 (PRG4) может играть решающую роль в качестве граничной смазки в шарнирных суставах. По-видимому, этот секретируемый гликопротеин защищает хрящевые поверхности от сил трения, клеточной адгезии и белковых отложений. Были выделены и охарактеризованы различные природные и рекомбинантные белки любрицины и их изоформы. Например, патенты США №№5326558, 6433142; 7,030223 и 7361738 раскрывают семейство человеческих факторов стимуляции мегакариоцитов (MSF) и фармацевтические композиции, содержащие один или более такой MSF, для лечения болезненных состояний или расстройств, таких как недостаток тромбоцитов. Патенты США №№6960562 и 6743774 также раскрывают увлажняющий полипептид, трибонектин, включающий практически чистые фрагменты MSF, и способы увлажнения суставов или других тканей путем введения трибонектина системно или непосредственно в ткани.

Сущность изобретения

[0012] Данное изобретение предлагает в различных воплощениях фармацевтические композиции и способы их применения для управления увлажнением (смазкой) глаза, в том числе терапевтическое восстановление и усиление молекул граничной смазки на поверхности глаза. В некоторых воплощениях данного изобретения описано наблюдение, что мРНК PRG4 экспрессируется в эпителиальных клетках человеческой роговицы и конъюнктивы, а также в слезных и мейбомиевых железах мыши, обозначающее, что белок PRG4 представлен в этих тканях на поверхности глаза. В некоторых вариантах данного изобретения описано наблюдение, что роль белка PRG4, находящегося на глазной поверхности, состоит в защите роговицы и конъюнктивы от значительных сил сдвига, возникающих при мигании века, ношении контактных линз и в других нежелательных условиях. Влияние на слезную пленку, в том числе влияние воспаления, провоспалительных цитокинов, дисбаланса половых стероидов и протеаз на состав и функцию пленки, позволяет предложить курс терапии для глазных тканей, который улучшает граничную смазку.

[0013] В некоторых воплощениях данное изобретение предлагает фармацевтическую композицию, пригодную для местного применения на глазной поверхности, которая содержит терапевтически эффективную концентрацию белка PRG4, суспендированного в офтальмологически приемлемом сбалансированном солевом растворе. Фармацевтическая композиция данного изобретения может также содержать один или более офтальмологически приемлемый агент, выбранный из группы, состоящей из офтальмологически приемлемого успокоительного средства, офтальмологически приемлемого эксципиента, офтальмологически приемлемого вяжущего средства, офтальмологически приемлемого сосудосуживающего средства и офтальмологически приемлемого смягчающего средства.

[0014] Примеры офтальмологически приемлемых успокоительных, предусмотренных в данном изобретении, включают карбоксиметилцеллюлозу натрия (например, примерно от 0,2 до 2,5% масс./об.), гидроксиэтилцеллюлозу (например, примерно от 0,2 до 2,5% масс./об.), гипромеллозу (например, примерно от 0,2 до 2,5% масс./об.), метил целлюлозу (например, примерно от 0,2 до 2,5% масс./об.), декстран 70 (например, примерно 0,1% масс./об.), желатин (например, примерно 0,01% масс./об.), глицерин (например, примерно от 0,2 до 1% масс./об.), полиэтиленгликоль 300 (например, примерно от 0,2 до 1% масс./об.), полиэтиленгликоль 400 (например, примерно от 0,2 до 1% масс./об.), полисорбат 80 (например, примерно от 0,2 до 1% масс./об.), пропиленгликоль (например, примерно от 0,2 до 1% масс./об.), поливиниловый спирт (например, примерно от 0,1 до 4% масс./об.), повидон (например, примерно от 0,1 до 2% масс./об.), но не ограничиваются ими. Типичные офтальмологически приемлемые эксципиенты/смягчающие средства, предусмотренные в данном изобретении, включают безводный ланолин (например, примерно от 1 до 10% масс./об.), ланолин (например, примерно от 1 до 10% масс./об.), легкое минеральное масло (например, ≤ примерно 50% масс./об.), минеральное масло (например, ≤ примерно 50% масс./об.), парафин (например, ≤ примерно 5% масс./об.), вазелин (например, ≤ примерно 100% масс./об.), белую мазь (например, ≤ примерно 100% масс./об.), белый вазелин (например, ≤ примерно 100% масс./об.), белый воск (например, ≤ примерно 5% масс./об.), желтый воск (например, и примерно 5% масс./об.), но не ограничиваются ими. Типичные офтальмологически приемлемые вяжущие средства, предусмотренные в данном изобретении, включают сульфат цинка (например, примерно 0,25% масс./об.), но не ограничиваются им. Типичные офтальмологически приемлемые сосудосуживающие средства, предусмотренные в данном изобретении, включают эфедрина гидрохлорид (например, примерно 0,123% масс./об.), нафазолина гидрохлорид (например, от примерно 0,01 до примерно 0,03% масс./об.), фенилэфрина гидрохлорид (например, от примерно 0,08 до примерно 0,2% масс./об.) и тетрагидрозолина гидрохлорид (например, от примерно 0,01 до примерно 0,05% масс./об.), но не ограничиваются ими.

[0015] В некоторых из этих воплощений успокоительные средства, эксципиенты, вяжущие, сосудосуживающие, смягчающие средства и электролиты являются средствами доставки белка PRG4 офтальмологически приемлемым образом. Офтальмологически приемлемые композиции подходят для местного применения на глазной поверхности, если они не обладают неприемлемой для глаза токсичностью, при нанесении не вызывают жжение, зуд, слипание, нечеткость зрения и т.д.

[0016] В некоторых воплощениях фармацевтическая композиция данного изобретения также содержит терапевтически эффективную концентрацию одного или более дополнительного терапевтического агента, в том числе гиалуронат натрия, гиалуроновую кислоту и фосфолипиды, но не ограничиваясь ими. Типичные фосфолипиды включают L-α-дипальмитоилфосфатидилхолин, фосфатидилхолин, фосфатидилэтаноламин и сфингомиелин, но не ограничиваются ими.

[0017] В некоторых воплощениях данное изобретение предлагает фармацевтическую композицию, пригодную для местного применения на глазной поверхности, содержащую терапевтически эффективную концентрацию белка PRG4, суспендированного в офтальмологически приемлемом сбалансированном солевом растворе, содержащем по меньшей мере три электролита, в том числе, но не ограничиваясь ими, хлорид натрия (NaCl) 0,64%, хлорид калия (KCl) 0,075%, дигидрат хлорида кальция (CaCl₂·2H₂O) 0,048%, гексагидрат хлорида магния (MgCl₂·6H₂O) 0,03%, тригидрат ацетата натрия (C₂H₃NaO₂·3Н₂О) 0,39%, дигидрат цитрат натрия (C₆H₅Na₃O₇·2H₂O) 0,17%, гидроксид натрия и/или соляную кислоту (для коррекции рН до примерно 7,5) с осмолярностью примерно 300 мОсм/л.

[0018] В некоторых воплощениях данное изобретение предлагает фармацевтическую композицию, пригодную для местного применения на глазной поверхности, содержащую терапевтически эффективную концентрацию белка PRG4, суспендированного в офтальмологически приемлемом сбалансированном солевом растворе, содержащем примерно 128 мМ натрия (Na⁺), примерно 24 мМ калия (K⁺), примерно 113 мМ хлорида (Cl^-), примерно 0,4 мМ кальция (Са²⁺), примерно 0,3 мМ магния (Mg²⁺), примерно 5 мМ НСО^3-, примерно 1 мМ цитрата, примерно 14 мМ фосфата, примерно 15 мМ ацетата и гидроксид натрия и/или соляную кислоту (для коррекции рН до примерно 7,5) с осмолярностью примерно 300 мОсм/л.

[0019] Данное изобретение также предлагает способ лечения недостаточного увлажнения глаза или симптомов, с ним связанных, у нуждающихся в этом людей. Способ включает в себя местное введение на глазную поверхность нуждающегося в этом индивидуума фармацевтической композиции, содержащей терапевтически эффективную концентрацию белка PRG4. В некоторых воплощениях фармацевтическую композицию, содержащую белок PRG4, вводят в сочетании с офтальмологически приемлемым составом, содержащим один или более офтальмологически приемлемый агент, выбранный из группы, состоящей из офтальмологически приемлемого успокоительного средства, офтальмологически приемлемого эксципиента, офтальмологически приемлемого вяжущего средства, офтальмологически приемлемого сосудосуживающего средства и офтальмологически приемлемого смягчающего средства.

[0020] В некоторых воплощениях фармацевтическую композицию, содержащую белок PRG4, вводят в сочетании с офтальмологически приемлемым раствором, содержащим терапевтически эффективную концентрацию гиалуроната натрия или гиалуроновой кислоты или поверхностно-активных фосфолипидов, о которых говорилось выше. Еще в некоторых воплощениях фармацевтическую композицию, содержащую белок PRG4, вводят в сочетании с фосфатно-солевым буферным раствором или офтальмологически приемлемым сбалансированным солевым раствором, содержащим один или более электролит, о котором говорилось выше.

[0021] Данное изобретение предлагает способ лечения недостаточного увлажнения глаза или симптомов, с ним связанных, которые возникают из-за потери слезы или нестабильной слезной пленки в границах глазного контура, например при андрогенной недостаточности, синдроме Шегрена и сухом кератоконъюнктивите (KCS). Такой способ включает в себя местное введение на глазную поверхность нуждающегося в этом пациента фармацевтической композиции данного изобретения.

[0022] В некоторых воплощениях данное изобретение также предлагает способ ухода и лечения состояний, связанных с неблагоприятной или недостаточной глазной смазкой. Типичные состояния включают болезнь сухого глаза из-за дефицита жидкости или испарения, синдром Шегрена, сухой кератоконъюнктивит, андрогенную недостаточность, заболевания мейбомиевых желез, заместительную терапию эстрогенами, ношение контактных линз, рефракционную хирургию, аллергию, снижение времени разрушения слезной пленки, аллергии, заболевания поверхности глаза, повышение уровня протеаз в слезной пленке и на поверхности глаза, хронические воспаления, гиперосмолярность и старение, но не ограничиваются ими.

Краткое описание графических материалов

[0023] Фиг.1 представляет обратные связи для глазной поверхностной граничной смазки.

[0024] Фиг.2 показывает экспрессию мРНК PRG4 в человеческих эпителиальных клетках роговицы. Человеческие эпителиальные клетки роговицы выделяли из корнеосклеральной каймы доноров мужского и женского пола. Амплифицированные образцы проверяли на наличие продуктов PRG4 с помощью анализатора Agilent 2100 Bioanalyzer. Вертикальные полосы включают; L. маркер молекулярных весов; 1. Контроль без образца; 2. Ткань роговицы от 33-летней женщины; 4. Культивированные эпителиальные клетки роговицы от 70-летней женщины; 6. Культивированные эпителиальные клетки роговицы от 53-летнего мужчины.

[0025] Фиг.3 показывает экспрессию мРНК PRG4 в человеческих эпителиальных клетках роговицы. Человеческие эпителиальные клетки роговицы выделяли из корнеосклеральной каймы доноров мужского и женского пола. Амплифицированные образцы проверяли на наличие продуктов PRG4 с помощью электрофореза в агарозном геле. Вертикальные полосы включают: 1. маркер молекулярных весов; 2. Контроль без образца; 4. Человеческую женскую конъюнктиву; 5. Человеческую мужскую конъюнктиву.

[0026] Фиг.4 показывает экспрессию мРНК PRG4 в человеческих эпителиальных клетках роговицы. Человеческие эпителиальные клетки роговицы выделяли из корнеосклеральной каймы доноров мужского и женского пола. Амплифицированные образцы проверяли на наличие продуктов PRG4 с помощью анализатора Agilent 2100 Bioanalyzer. Вертикальные полосы включают; маркер молекулярных весов; 1. стандарт кДНК печени человека; 2. Ткань корнеосклеральной каймы от 24-летней женщины; 3. Ткань корнеосклеральной каймы от 51-летней женщины; 4. Человеческие эпителиальные клетки конъюнктивы.

[0027] Фиг.5 показывает экспрессию мРНК PRG4 в человеческих образцах конъюнктивы, полученных с помощью импрессионной цитологии. Образцы конъюнктивы, полученные с помощью импрессионной цитологии, брали у доноров мужского и женского пола. Амплифицированные образцы проверяли на наличие продуктов PRG4 с помощью анализатора Agilent 2100 Bioanalyzer. Вертикальные полосы включают: L. маркер молекулярных весов; 1-9. Образцы конъюнктивы, полученные с помощью импрессионной цитологии; 10. Повторение человеческих конъюнктивальных эпителиальных клеток (линия 4 на фиг.3).

[0028] Фиг.6 иллюстрирует схему испытания трением. Глазную поверхность роговицы (605) прикрепляли к сферическому концу инертного непроницаемого полужесткого резинового цилиндра-заглушки (603) (радиус r=6 мм). Цилиндр-заглушку (603) присоединяли к вращательному приводу механической машины для тестирования (Bose ELF 3200), образуя нижнюю суставную поверхность. Кольцо (601) (внешний радиус = 3,2 мм, внутренний радиус = 1,5 мм) штамповали из века (604). Кольцо (601) присоединяли к линейному приводу, сцепленному с датчиками осевой нагрузки (N) и торсионной нагрузки (т), образуя верхнюю суставную поверхность. Ванну для смазки (602) формировали путем закрепления инертной трубки вокруг цилиндра-заглушки (603). ω обозначает угловую частоту.

[0029] Фиг.7 иллюстрирует уменьшение in vitro кинетического трения веко/роговица при добавлении белка PRG4 (любрицина).

[0030] Фиг.8 иллюстрирует уменьшение in vitro кинетического трения веко/роговица, измеренного через 1 минуту после добавления белка PRG4 (любрицина).

[0031] Фиг.9 иллюстрирует уменьшение in vitro кинетического трения веко/роговица через 5 минут после добавления белка PRG4 (любрицина).

[0032] Фиг.10 иллюстрирует уменьшение in vitro кинетического трения веко/роговица стечением времени после добавления белка PRG4 (любрицина).

Подробное описание изобретения

[0033] В некоторых воплощениях в данном документе предложен способ лечения недостаточного увлажнения глаза (например, недостаточности глазной граничной смазки) или симптомов, связанных с ним, у нуждающихся в этом людей, включающий местное введение на глазную поверхность индивидуума фармацевтической композиции, содержащей терапевтически эффективное количество белка PRG4. Также в некоторых воплощениях в данном документе предложены фармацевтические композиции, содержащие белок PRG4 в офтальмологически приемлемом составе. В конкретных воплощениях в данном документе предложена фармацевтическая композиция, пригодная для местного применения на поверхности глаза, содержащая терапевтически эффективное количество PRG4, суспендированного в офтальмологически приемлемом сбалансированном солевом растворе, а также возможно в сочетании с одним или более офтальмологически приемлемым агентом, выбранным из группы, состоящей из офтальмологически приемлемого успокоительного средства, офтальмологически приемлемого эксципиента, офтальмологически приемлемого вяжущего, офтальмологически приемлемого сосудосуживающего и офтальмологически приемлемого смягчающего средства.

[0034] В некоторых воплощениях в данном документе предложены фармацевтические композиции и способы их применения для лечения недостаточного увлажнения глаза на глазной поверхности (например, недостаточности глазной граничной смазки, например, ее уменьшение или нестабильность). Фармацевтическая композиция в некоторых воплощениях данного изобретения содержит выделенный или очищенный белок PRG4, суспендированный в офтальмологически приемлемом сбалансированном солевом растворе в сочетании с одним или более офтальмологическим агентом, выбранным из группы, состоящей из офтальмологического успокоительного, эксципиента, вяжущего, сосудосуживающего и смягчающего средств. В некоторых воплощениях любая фармацевтическая композиция, предложенная в данном документе, также содержит один или более дополнительный терапевтический агент, выбранный из группы, состоящей из гиалуроната натрия, поверхностно-активных фосфолипидов и электролитов, в фармацевтически приемлемом носителе для местного введения.

[0035] Данное изобретение в некоторых воплощениях предлагает новый подход к управлению увлажнением глаза, в том числе терапевтическое восстановление и усиление молекул граничной смазки на поверхности глаза. Следует отметить, что значение и механизм глазной граничной смазки до сих пор не были выяснены в офтальмологическом сообществе. В течение многих лет научный консенсус в ортопедическом научно-исследовательском сообществе заключался в том, что гидродинамическая смазка является доминирующим способом увлажнения суставных хрящей, а о граничной смазке думают в последнюю очередь. Более того, те исследователи, которые изучали граничную смазку на хрящевых поверхностях, предполагали, что граничная смазка, по-видимому, является важной только при «большой нагрузке и низкой скорости», которые противоположны условиям на поверхности глаза, где возникают относительно низкие осевые нагрузки и относительно высокие скорости скольжения. См., например, (54). Кроме того, граничная смазка с участием гликокаликса роговицы до сих пор не рассматривалась. Jay et al. сравнили очищенный увлажняющий фактор из бычьей синовиальной жидкости с «муцинозным гликопротеином из человеческой слюны подчелюстной слюнной железы и стимулированной слезы» и пришли к выводу, что «муцин, секретируемый слезной железой, не увлажняет», пропуская возможность того, что эпителий роговицы был источником смазки, или что граничная смазка была важным фактором на глазной поверхности. См., например, (55). Последние математические модели динамики слезной пленки также игнорируют возможность граничной смазки, заявляя о «приближении смазки» до предела слезной пленки так, что «слой слизи на роговице может обеспечить нескользящую поверхность для водной пленки», и что «следует отметить, что модель только предсказывает развитие до достижения [слезной пленкой] толщины некоторого критически малого значения, при котором модель выходит из строя». См., например, (57).

[0036] Существует необходимость управления увлажнением глаза и защиты роговицы и конъюнктивы от значительных сил сдвига, возникающих в нежелательных условиях, описанных в данном документе, в том числе, в качестве неограничивающего примера, при болезни сухого глаза из-за дефицита жидкости или испарения, при синдроме Шегрена, сухом кератоконъюнктивите, андрогенной недостаточности, заболеваниях мейбомиевых желез, заместительной терапии эстрогенами, ношении контактных линз, рефракционной хирургии, аллергии, снижении времени разрушения слезной пленки, аллергии, заболеваниях поверхности глаза, повышении уровня протеаз в слезной пленке и на поверхности глаза, хронических воспалениях, гиперосмолярности и старении.

[0037] В некоторых случаях в нагрузке на роговицу и конъюнктиву, по-видимому, доминируют силы сдвига. В некоторых случаях, при мигании века, а также ношении контактных линз, создается значительная нагрузка на эпителиальные клетки поверхности глаза, и это особенно верно в присутствии нарушенной слезной пленки. Как показано на фиг.1, предполагается, что увеличение напряжения сдвига приводит к нестабильности слезной пленки, потере слезы за счет испарения, гиперосмолярности, изменению давления набухания и повышению напряжения сдвига по механизму обратной связи. В некоторых случаях увеличение напряжения сдвига также усиливает воспаление, андрогенную недостаточность и снижает экспрессию протеогликанов. В некоторых случаях увеличение напряжение сдвига и его последствия могут со временем привести к потере граничной смазки на поверхности глаза.

[0038] Недостаточное увлажнение глаза и симптомы, связанные с ним, можно выявить с помощью любого подходящего способа. В некоторых случаях недостаточное увлажнение глаза и симптомы, связанные с ним, выявляют либо качественно (например, при ощущении слабой смазки, сухости глаза, дискомфорте и т.д.) или количественно (например, путем измерения с помощью механических, биохимических, электрических, оптических или других способов количественного анализа).

[0039] В некоторых случаях в условиях, неблагоприятных для глазной граничной смазки, например таких, которые возникают в результате болезни сухого глаза из-за дефицита жидкости или испарения, в результате синдрома Шегрена, сухого кератоконъюнктивита, андрогенной недостаточности, заболеваний мейбомиевых желез, заместительной терапии эстрогенами, ношения контактных линз, рефракционной хирургии, аллергии, снижения времени разрушения слезной пленки, аллергии, заболеваний поверхности глаза, повышения уровня протеаз в слезной пленке и на поверхности глаза, хронических воспалений, гиперосмолярности и старения, будет наблюдаться нарушение слезной пленки. В некоторых из этих ситуаций повышенное испарение может препятствовать эффективной жидкой увлажняющей пленке, но способствует граничной смазке и молекулярному расходуемому механизму снижения напряжения сдвига на клеточной поверхности. В некоторых воплощениях данного изобретения предусматривается, что терапевтическое восстановление и усиление молекул граничной смазки на поверхности глаза могло бы прервать цепь обратной связи, через которую неблагоприятные условия, связанные с недостаточным увлажнением глаза, содействуют патологическому состоянию глазной поверхности.

[0040] В некоторых случаях, и как предусмотрено в данном документе, белок PRG4 играет важную роль для глаза в качестве граничной смазки. В некоторых случаях этот секретируемый гликопротеин защищает поверхность глаза, защищая роговицу и конъюнктиву от значительных сил сдвига, возникающих при мигании века, ношении контактных линз и в других случаях неподходящей граничной смазки, вызванных хроническим воспалением и гиперосмолярностью, которые возникают в результате болезни сухого глаза, андрогенной недостаточности, заместительной терапии эстрогенами, нарушенной слезной пленки, аллергии, старения, заболеваний поверхности глаза и повышения уровня протеаз в слезной пленке и на поверхности глаза. Учитывая связь между осмотическим давлением и электромеханическими взаимодействиями между заряженными молекулами, данное изобретение предлагает в некоторых воплощениях фармацевтическую композицию для управления недостаточным увлажнением глаза путем модуляции гиперосмолярности или осмолярности на поверхности глаза за счет прерывания механизмов обратной связи, что предотвращает выделение компонентов за счет уменьшения коэффициентов трения и смягчения напряжения сдвига.

[0041] В другом примере воплощения данное изобретение отличается расходуемым механизмом граничной смазки глаза, когда связанные с поверхностью рецепторы обратимо связывают одну или более гелеобразующую или поверхностно-активную структуру. В некоторых случаях гелеобразующая или поверхностно-активная структура отрывается во время сдвига, тем самым предотвращая достижение напряжения сдвига (или уменьшая напряжение сдвига) на эпителиальной поверхности. В некоторых воплощениях после кратковременных сдвигов гелеобразующие или поверхностно-активные структуры могут вернуться к их ненарушенному равновесию, повторно связаться с рецепторами, связанными с поверхностью. В некоторых воплощениях вся конструкция может оторваться во время сдвига. В определенных случаях можно представить, что термодинамика этого равновесия приведет к увеличению вероятности высвобождения из рецепторов с увеличением амплитуды сдвига, но что любая ассоциация является легко обратимой.

[0042] В одном воплощении данного изобретения фармацевтическая композиция, содержащая белок PRG4, суспендированный в офтальмологически приемлемом сбалансированном растворе, применяется местно на поверхности глаза, к которой белок PRG4 присоединяется или с которой связывается. В некоторых случаях данного воплощения PRG4 выступает в качестве рецептора, связанного с поверхностью, который может взаимодействовать с эндогенными белками и протеогликанами в слезной пленке, устанавливая расходуемый механизм для уменьшения трения при мигании века на поверхности глаза, предотвращая адсорбцию белков на глазной поверхности и уменьшая сухие пятна, вызванные нестабильностью слезной пленки.

[0043] В другом воплощении данного изобретения PRG4 применяется местно и присоединен или связан с поверхностью глаза в сочетании с одним или более веществом среди гиалуроновой кислоты и фосфолипидных конструкций. В некоторых случаях данного воплощения PRG4 выступает в качестве связанного с поверхностью рецептора, который взаимодействует с экзогенно поставляемой гиалуроновой кислотой и/или фосфолипидами, устанавливая расходуемый механизм для уменьшения трения при мигании века на поверхности глаза, предотвращая адсорбцию белков на глазной поверхности и уменьшая сухие пятна, вызванные нестабильностью слезной пленки. В этом воплощении гиалуроновая кислота и фосфолипидные конструкции диссоциируют от PRG4 во время сдвига. В еще одном воплощении вся конструкция отделяется во время сдвига для предотвращения напряжения сдвига на эпителии.

[0044] В другом воплощении функциональные фрагменты, многомеры (например, димеры, тримеры, тетрамеры и т.д.), гомологи или ортологи PRG4 действуют в качестве поверхностных рецепторов и/или гелеобрузующих конструкций в расходуемом механизме. К функциональным фрагментам и гомологам PRG4 относятся те, у которых меньшее количество повторов в центральном муцин-подобном домене с КЕРАРТТ-повтором (SEQ ID NO:4), гликозилированные и негликозилированные формы белка, варианты сплайсинга, рекомбинантные формы и т.п. Увлажняющий фрагмент PRG4 демонстрирует по меньшей мере 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% или 95% от увлажняющего глаз эффекта человеческого PRG4, измеренного с помощью качественного, механического, оптического, электрического или биохимического анализа.

[0045] Используемый в данном документе термин «PRG4», «белок PRG4» или «белок протеогликан 4» используется наравне с термином «белок любрицин». Термин «PRG4», используемый в данном документе, также охватывает термин «фактор стимуляции мегакариоцитов (MSF)», который был принят в номенклатуре базы данных генов человека UCL/HGNC/HUGO, а также белок поверхностной зоны (SZP). Термины «PRG4» или «белок любрицин», используемые в данном документе, относятся к любому выделенному или очищенному нативному или рекомбинантному белку любрицину, его гомологу, функциональному фрагменту или мотиву, изоформе и/или мутанту. В некоторых воплощениях выделенный или очищенный белок PRG4 содержит аминокислотную последовательность человеческого природного или рекомбинантного белка любрицина. В других воплощениях выделенный или очищенный белок PRG4 включает аминокислотную последовательность, кодируемую экзонами гена prg4, которые кодируют первичные структуры белка PRG4 полной