WST11と近赤外線を用いたトランスピューピラリー法によるモルモット強膜の架橋

この眼科研究が重要な理由

世界中で子どもや成人の近視が増えており、将来的に重篤な眼疾患や失明のリスクが高まっています。近視が悪化する一因は、眼の外側を覆う白い殻である強膜が徐々に伸びて弱くなり、眼軸が長くなってしまうことです。本研究は、局所的な大きな手術を伴わずに、外側から強膜を細い針程度の侵襲で光を使って硬化・強化する新しいアプローチを検討しており、危険な眼軸伸長を遅らせたり防いだりする将来の手段になり得ます。

眼壁を強化する新しい方法

強膜を補強する既存の方法には重要な欠点があります。従来の光を用いる方法は紫外線とビタミンであるリボフラビンを使って、強膜の主構造成分であるコラーゲンに架橋を作ります。これらは組織を硬くできますが、紫外線は深く浸透せず、網膜を損なう恐れがあるため、外側から強膜を露出させる外科的処置が必要でした。眼周囲に注入する化学薬剤もコラーゲンを架橋できますが、目標領域を越えて広がりやすく、眼圧上昇や炎症、網膜障害を引き起こす可能性があります。研究者らは代わりにWST11という薬剤を、粘度を高める糖高分子デキストランと混合し、瞳孔を通して安全に到達できる波長（753 nm）の近赤外線（NIR）で活性化する方法を試しました。

治療を必要な場所に留める

最初のステップは、薬剤が主に強膜内に留まり、網膜などのより深く敏感な層に染み込まないことを確認することでした。近視研究のヒトへのモデルとして確立されたモルモットの眼を用い、後極部を異なる濃度のデキストランを含むWST11溶液に浸しました。蛍光顕微鏡で紫色に光る薬剤がどこまで拡散するかを観察しました。デキストランが少ないとWST11は強膜を通り抜け脈絡膜（血流の多い層）に到達しましたが、デキストラン濃度を高くすると溶液が濃くなり薬剤の移動は著しく遅くなりました。デキストラン10%で30分の曝露では、薬剤の大部分が強膜の外側半分にとどまりました。拡散の計算モデルでも、この条件では脈絡膜境界での最大濃度の1%未満に保たれるとの結果が得られ、この配合がさらに試験するために選ばれました。

強膜がどれだけ強くなるかを評価

最適な光線量を見つけるため、研究者らは処理した強膜サンプルにさまざまなNIR出力と照射時間を適用し、優しく加熱したときに組織がどれだけ収縮するかを測定しました。架橋されたコラーゲンはより高い温度まで形状を保持するため、重要な指標は50%の収縮が起こる温度でした。多くの組み合わせにおいて、WST11とNIRの処理は未処理の眼に比べてこの温度を上昇させ、組織が熱に対してより耐性を持ち、より強く架橋されたことを示しました。比較的穏やかな条件――30分の薬剤浸漬後に面積あたり10ミリワットで30分照射――でも約6.8℃の大きな上昇を示し、標準的な引張試験でヤング率（機械的剛性）も増加しました。興味深いことに、やや成熟した年長のモルモット（約5〜6か月）由来の眼は、若い個体よりも強化効果が大きく、組織の成熟度が治療効果に影響する可能性を示唆しました。

実験室から生体内へ移行する

次に、患者に投与する際の実際の方法を模倣しようとしました。一連の実験では、薬剤で浸した無傷の眼の瞳孔を通してNIR光を照射し、この「トランスピューピラリー」経路が眼の赤道部（眼の中間周辺）を、露出した強膜片に直接照射した場合と同等に硬化させることを確認しました。単純な物理モデルは、入射したNIR光の約40%がモルモット強膜の後面に到達し、架橋を引き起こすのに十分であることを示唆しました。最後に、麻酔下の生体動物で、薬剤混合液を眼の赤道近傍または極後方近くの周囲に注入し30分間放置した後、瞳孔を通してNIR光で活性化しました。両領域とも、処理した強膜は対側の未処理眼に比べて熱安定性が著しく高く、生体内でもこの低侵襲法が機能することを実証しました。光と生理食塩水のみで処置した対照眼でも軽度の強化が見られ、NIR光単独が有益なリモデリングを引き起こす可能性も示唆されました。

進行する近視の患者にとっての意義

総じて、本研究は慎重に調整されたWST11とデキストランの溶液を、瞳孔を通して導かれる安全なレベルの近赤外線で活性化することで、薬剤が深部組織に明らかな広がりを示さずにモルモットの強膜を選択的に硬化できることを示しました。この方法は眼壁の側面および後方の両領域を強化し、より成熟した眼で効果が高い傾向があり、将来の治療が年齢に応じて最適化できる可能性を示します。長期的な安全性やヒトサイズの眼への最適線量、近視進行への実際の影響など未解決の問題は多く残りますが、本研究は弱くなった強膜という直接の標的に非侵襲的に働きかけ、眼の伸展を防ぎ視力を生涯にわたり守るための有望な設計図を提供します。

引用: Vogels, D.H.J., Abdulla, Y., Myles, W. et al. A transpupillary approach for crosslinking Guinea pig sclera using WST11 and near-infrared light. Sci Rep 16, 6098 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36438-w

キーワード: 近視進行抑制, 強膜架橋, 近赤外線, WST11治療, モルモット眼モデル