Le docteur Christian HAMEL Directeur de l'Institut de Neurosciences et Membre du Comité Scientifique de S.O.S Rétinite

Le congrès de l'ARVO (l'Association Américaine de Recherche en Vision et en Ophtalmologie) s'est tenu à Fort Lauderdale en Floride, cette année du 30 avril au 4 mai 2006, et, une fois n'est pas coutume, sous un soleil radieux et une petite fraîcheur aussi agréable qu'inhabituelle là-bas. Le nombre des communications (5920) est de nouveau en nette augmentation par rapport à celui de l'an passé (5730) témoignant de la vitalité de la recherche ophtalmologique, qui maintenant se développe fortement dans les pays comme la Chine, l'Inde et sur le continent sud américain. Parallèlement, les mini symposiums, les groupes d'intérêt spécial et les congrès pré-ARVO, se multiplient, soulignant la nécessité, dans un ensemble de chercheurs de plus en plus vaste, de se retrouver au sein de groupes thématiques plus restreints pour des échanges plus fructueux.

Nouvelles données en génétique.

Maladies génétiques rares de la rétine Amaurose congénitale de Leber

Un 9eme gène vient d'être trouvé à partir d'une souris modèle, qui fait une dégénérescence très rapide des photorécepteurs. Des mutations de ce gène n'ont été identifiées que chez un seul patient. Le gène est exprimé préférentiellement dans la rétine. Nous n'avons pour l'instant pas d'informations précises sur la nature de ce gène, les auteurs de cette communication n'ayant pas été plus prolixes, au grand dépit de l'auditoire et malgré ses protestations.

Rétinites pigmentaires

Dans les rétinites pigmentaires dominantes autosomiques, un nouveau locus en 7p vient d'être localisé, ce qui porte à 14 le nombre de gènes pour les formes dominantes, couvrant 50 à 60 % des malades atteints de cette forme.

Dans le syndrome de Usher (rétinite pigmentaire associée à une surdité), plusieurs modèles de souris de la maladie ont été mis au point.

Diverses études cliniques visent à évaluer les liens entre les différents symptômes de la rétinite pigmentaire. L'œdème rétinien, en particulier de la macula, est fréquent dans la rétinite pigmentaire. Une étude a montré que le niveau d'acuité visuelle n'est pas directement corrélé au degré de l'œdème mais plutôt à l'âge du patient.

Syndrome de Joubert

Le syndrome de Joubert est une maladie rare qui associe une rétinite pigmentaire sévère, une atrophie du cervelet et une atteinte rénale plus ou moins variable. Il se rapproche du syndrome de Senior Loken qui associe rétinite pigmentaire en général sévère et atteinte rénale (néphronophtise). Les travaux de génétique sur les syndromes de Joubert et de Senior Loken ont montré qu'en fait plusieurs gènes sont communs aux deux syndromes. Le groupe d'Anan Swaroop aux USA vient de découvrir le gène du 5ème locus de Joubert dénommé NPHP6, qui code la protéine CEP290 laquelle s'associe à une partie de RPGR, qui lui est responsable de 2/3 des cas de rétinite pigmentaire liée à l'X. Il existe une souris modèle, nommée rd16, pour cette forme de la maladie.

Rétinoschisis lié à l'X

Dans cette maladie, c'est surtout la rétine centrale, la fovea et la macula, qui pose problème. Des études cliniques sur de grandes familles ont montré que la maladie peut prendre des formes insoupçonnées, où l'on rencontre non seulement le rétinoschisis fovéal classique, mais aussi des atrophies à l'emporte pièce voire des déformations du fond de l'oeil (staphylome) et des remaniements pigmentés. Cela incite à être prudent sur le diagnostic quand on découvre ces lésions chez un patient sans antécédents particuliers.

Maladie de Wagner

La maladie de Wagner est une dégénérescence choriorétinienne qui s'accompagne d'une modification du vitré et d'une cataracte, dans laquelle survient fréquemment un décollement de rétine. La maladie se transmet sur le mode dominant autosomique. Il est maintenant démontré que le gène responsable de cette maladie est CSPG2 qui code une protéine appelée Versican. C'est une grosse glycoprotéine qui joue un rôle dans la formation du vitré et qui fixe l'acide hyaluronique, un de ses constituants principaux .

Recherche de facteurs modificateurs

Des travaux sont en œuvre depuis plusieurs années maintenant pour découvrir des gènes modificateurs. Ce sont des gènes dont l'action peut conduire soit à une aggravation de la maladie, soit au contraire à son atténuation. Ainsi, au sein d'une même famille atteinte de rétinite pigmentaire liée à une mutation dans un gène causal, peut-on trouver des personnes modérément atteintes et d'autres au contraire sévèrement atteintes, en raison d'un gène modificateur, différent du gène causal, qui module la sévérité de la maladie. Ces gènes modificateurs peuvent être soit des gènes impliqués directement et uniquement dans le métabolisme du gène causal, soit des gènes dont l'action est plus globale, concernant par exemple la survie des photorécepteurs.

Ce sont ces derniers qui sont les plus intéressants car ils pourraient constituer ainsi des cibles thérapeutiques s'appliquant à de nombreux cas de dégénérescence rétinienne.

Plusieurs approches sont possibles pour découvrir de tels gènes. Pour les gènes modificateurs particuliers à un gène causal, on crible dans les banques de patients les gènes connus du métabolisme considéré ou codant les partenaires protéiques que l'on cherche à identifier par diverses techniques. Pour les gènes d'action globale, la tâche est plus difficile. En utilisant une technique de QTL (quantitative trait loci), le groupe de Danciger aux USA a pu identifier chez la souris une région sur le chromosome 1 qui module la sévérité de la maladie.

Autres maladies génétiques rares

Glaucome

WDR36, le 3ème gène du glaucome (après MYOC et OPTA/), pourrait représenter 5 à 10 % des glaucomes chroniques à angle ouvert. Des souris exprimant la mutation E50K du gène Optn ont une perte faible de cellules ganglionnaires de la rétine, de 5,3 % par rapport aux souris non mutées.

Myopie

La myopie sévère est une maladie génétique rare. Actuellement plusieurs loci sont répertoriés mais aucun gène n'est identifié. Différentes équipes travaillent dans le monde sur la génétique de la myopie, dont l'équipe des Professeurs Patrick Caivas et François Malecaze à Toulouse, qui ont identifié un locus possible sur le chromosome 2. Une autre équipe américaine propose un autre iocus).

Colobome

Les colobomes sont des anomalies de développement de l'œil qui conduisent à des malformations dans l'iris, la rétine et le nerf optique. Des mutations d'un nouveau gène, GDF6, important pour la formation des os, du cartilage et de l'œil, sont responsables de colobomes du nerf optique et de l'iris s'accompagnant de retard de développement et d'une soudure des doigts ou des orteils appelée syndactylie.

Nystagmus congénital

Le nystagmus est un mouvement incessant des yeux qui traduit le plus souvent une acuité visuelle basse, soit congénitale, soit survenue au cours d'une maladie oculaire. Il se rencontre ainsi dans plusieurs maladies de la rétine comme l'amaurose congénitale de Leber, l'albinisme, certaines rétinites pigmentaires. Dans certains cas, il n'y a aucune cause apparente au nystagmus. C'est celui qu'on appelle nystagmus congénital. Sa prévalence est de 1 pour 1000. Les mouvements oculaires sont horizontaux et l'ERG et les PEV sont normaux. C'est une maladie génétique avec des familles ayant soit une transmission liée à l'X, le gène NYS1 étant encore inconnu, soit une transmission dominante autosomique, le gène NYS2 localisé sur le chromosome 12 étant lui aussi encore inconnu.

Dégénérescence maculaire liée à l'âge (DMLA)

L'an passé, 3 groupes américains avaient montré qu'un polymorphisme génétique du facteur H du complément était statistiquement fortement lié à la DMLA, avec un risque 7 fois plus élevé pour les individus porteurs de ce polymorphisme à l'état homozygote, c'est à dire sur les 2 copies du gène. CFH est trouvé dans les drûsen, ces dépôts qui existent dans la rétine et qui précèdent la baisse de vision dans la DMLA. La protéine de l'inflammation qui se lie à CFH, est plus abondante chez les individus homozygotes HH pour CFH que chez les YY, mais la quantité de CFH ne change pas.

Depuis, les chercheurs ont exploré d'autres loci de gènes possibles comme facteurs modulant le risque DMLA. En novembre 2005, un autre polymorphisme était découvert. Ce polymorphisme réside dans un second facteur, complètement indépendant de CFH, dont la fonction est inconnue, et dont le gène nommé LOC387715 a été déterminé par informatique (Rivera et al., HMG 2005). L'effet de ce facteur est fortement renforcé par la consommation de tabac, et il a été estimé que les trois facteurs tabac, CFH et LOC387715 représentent à eux trois 61 % du risque de DMLA (Schmidt et al., AJHG 2006). LOC387715 jouerait aussi un rôle particulièrement important dans la forme néovasculaire de la DMLA (abs # 3266). Finalement, en recherchant l'effet d'autres protéines impliquées dans la voie alternative du complément, le groupe de R Allikmets vient d'identifier deux autres facteurs génétiques, cette fois-ci non pas aggravants mais protecteurs, il s'agit du facteur B (BF) et du composant 2 (C2) du complément. Ces découvertes sont essentielles car elles permettront de prédire, selon que l'on soit porteur ou non de ces variants, si le risque de développer la maladie est plus ou moins élevé.

Dans le domaine du traitement, nous avons parlé l'an passé des différents traitements à l'essai actuellement concernant les inhibiteurs du facteur angiogénique VEGF. sFLt-1 est une nouvelle forme du récepteur à VEGF qui a une forte affinité pour son ligand (abs # 854). L'administration chez le singe d'un AAV exprimant sFlt-1 empêche la néovascularisation rétinienne induite par le laser (abs #833).

L-OMRD

La Late-Onset Macular Retinal Dystrophy (dystrophie maculaire à début tardif) est une maladie génétique de la rétine liée à l'âge, à transmission dominante autosomique, qui a été décrite par nos collègues américains (Dr Samuel Jacobson) voilà près de dix ans. Cette pathologie est similaire à ce qu'on dénomme en français sous le terme de dystrophie aréolaire centrale de la rétine, avec cette différence que dans la dystrophie aréolaire centrale la plupart des cas sont sporadiques. Dans la dystrophie aréolaire centrale de la rétine, les symptômes retrouvés sont très stéréotypés : baisse d'acuité visuelle vers l'âge de 50 ans, difficultés d'adaptation à l'obscurité, présence de petits dépôts au fond d'œil qui couvrent toute la partie postérieure de la rétine, et atrophie maculaire aux contours géographiques. L'affection est souvent diagnostiquée comme DMLA précoce.

Elle est en effet bien une maladie de la rétine liée à l'âge mais elle diffère de la DMLA par l'âge de survenue qui est plus précoce, par l'absence des driisen caractéristiques de la DMLA, et par sa fréquence bien moindre, suggérant que ses causes et son mécanisme sont différents. Il y a 3 ans le groupe d'Alan Wright a montré que certains patients avec une L-OMRD ont des mutations dans un gène, CTRP5, qui code pour une forme courte de collagène. Les patients porteurs de mutations dans ce gène ont de longs filaments zonulaires (la zonule correspond aux petites fibres qui attachent le cristallin à la paroi de l'œil), ce qui permet de les reconnaître facilement. Ce même groupe vient de trouver maintenant que la protéine codée par un autre gène, MFRP, interagit avec le collagène CTRP5. Toutefois la déficience en MFRP entraîne une hypermétropie importante, mais pas de L-OMRD. D'autre part, la mutation retrouvée dans la L-OMRD entraîne une absence de sécrétion du collagène par l'épithélium pigmentaire de la rétine. Par conséquent, toute porte à croire que les mécanismes de la DMLA et de la L-OMRD sont bien différents.

Nouvelles familles de maladies génétiques

Des études familiales ont permis de localiser un nouveau gène de microcorie congénitale (petite pupille) sur le chromosome 13. Une autre famille atteinte de cône rod dystrophy liée à l'X, différente des 2 loci répertoriés actuellement, a été identifiée. Une autre famille de l'Utah est localisée sur COD2. Une famille de dystrophie des cônes avec ERG scotopique supernormal, une forme rare mais très particulière de dystrophie des cônes, est à l'étude au Royaume Uni.

Tout ceci montre que les chercheurs ne baissent pas les bras et font chaque jours de nouvelles découvertes.

Modèles d'animaux mutants

Modèles canins

Certains chiens « Berger des Pyrénées » ont des mutations dans VMD2, le gène responsable de la maladie de Best chez l'homme. Deux souches de ce chien sont distinctes; l'une, dite Grand Pyrénées, a une mutation abolissant la protéine (R25X), l'autre, dite Colon de Tulear, a un changement d'acide aminé (G161D). Dans les deux cas, les chiens atteints sont homozygotes, les hétérozygotes étant sains. Ce n'est donc pas un modèle parfaitement adéquat de maladie de Best puisque chez l'homme, la maladie est dominante. Chez l'homme en effet, il est exceptionnel de trouver des individus porteurs d'une mutation de VMD2 sur chacune des deux copies du gène. Un cas a été rapporté chez un homme homozygote pour une mutation de VMD2. Ses 10 enfants avaient donc une maladie de Best, mais ils étaient moins atteints que leur père.

Néanmoins, la découverte de ce modèle de chien pour la maladie de Best va certainement faire progresser notre connaissance de cette maladie et permettre d'effectuer des essais de thérapie qui soient utiles pour l'homme.

Avancées dans le domaine du traitement

Rappelons que pour les essais de traitement, la découverte et l'utilisation de modèles animaux est absolument essentielle.

Thérapie génique

Les essais de thérapie génique se poursuivent, notamment chez le gros animal, pour le gène RPE65, afin de prévoir avec le plus d'exactitude ce que seront chez l'homme les conditions du traitement et ses risques. Les essais effectués par l'équipe américaine de Acland et Aguirre depuis 2000 chez le chien montrent que la thérapie génique permet une récupération visuelle jusqu'à l'âge de 4 mois et demi et que l'expression est durable. Des essais ont été aussi réalisés en France par le groupe de Fabienne Rolling à Nantes grâce aux chiens obtenus par notre équipe de Montpellier en utilisant un vecteur viral qui cible plus spécifiquement les cellules touchées par la mutation (épithélium pigmentaire de la rétine) que le vecteur utilisé initialement par l'équipe américaine, et avec une construction qui correspondra exactement à celle qui pourra être utilisée chez l'homme, c'est à dire RPE65 et promoteur humains. Les résultats rejoignent ceux obtenus précédemment par nos collègues américains, confirmant l'efficacité du traitement avec ce nouveau vecteur plus sûr et l'absence de réaction inflammatoire post traitement En particulier les chiens ont été traités entre l'âge de 8 à 11 mois avec une très bonne récupération visuelle. Il est possible qu'une récupération soit effective à un âge plus avancé, comme l'allègue l'équipe américaine qui aurait eu de bons résultats chez des chiens de 15 et 30 mois.

L'achromatopsie congénitale et la maladie de Best pourraient, comme l'amaurose de Leber liée à RPE65, relever d'un traitement par thérapie génique car la rétine est relativement peu endommagée pendant plusieurs années au début de la maladie, laissant du temps pour agir. D'autres essais se développent actuellement qui restent confidentiels pour l'instant.

Enfin, une approche un peu futuriste a été tentée par un groupe de chercheurs américains et chinois. L'idée est de forcer des cellules de la rétine qui ne sont pas prévues pour effectuer la détection de la lumière, à effectuer cette tâche. Ainsi, chez des patients ayant perdu leurs photorécepteurs comme dans les rétinites pigmentaires, et dont la rétine est devenue insensible à la lumière, on pourrait sur ce principe restaurer la sensibilité à la lumière, et donc retrouver une vision. Pour que des cellules rétiniennes non prévues deviennent photoactivables, il faut qu'elles expriment un pigment photosensible, comme la rhodopsine des bâtonnets. Le problème est que les cellules non photoréceptrices de la rétine ne possèdent pas la voie de signalisation leur permettant de traiter le signal produit par la rhodopsine. Pour contourner ce problème, les chercheurs ont eu l'idée d'utiliser un pigment photosensible qui remplisse à lui tout seul la photodétection et la voie de signalisation. Il s'agit d'une opsine bactérienne, qui est en fait un récepteur canal. Cette opsine bactérienne a été transfectée dans les cellules ganglionnaires de la rétine chez le rat et une réponse à la lumière a été obtenue. Il s'agit d'une piste très intéressante et d'autres travaux sur différents types d'animaux et par d'autres groupes vont être réalisés pour juger de l'intérêt de cette approche. Au final, il reste cependant difficile d'imaginer ce que pourrait donner un tel traitement chez l'homme sachant que les cellules ganglionnaires de la rétine sont beaucoup moins nombreuses que les photorécepteurs et que leur physiologie est totalement différente.

Greffes cellulaires

De nombreuses communications ont été présentées sur les cellules souches, diversement manipulées, dans le but d'étudier leur implantation et leur devenir dans la rétine. Très peu de choses sont convaincantes à l'heure actuelle. Un travail effectué à partir de cellules souches de moelle osseuse, transfectées avec des systèmes permettant l'expression de gènes des photorécepteurs et injectées dans l'espace sous rétinien, a montré que ces cellules colonisent la couche des photorécepteurs. C'est un début.

Plus prometteur est le travail de R Ali effectué à l'institut d'ophtalmologie de Londres . Dans ce travail, il ne s'agit pas de cellules souches mais de cellules progénitrices. Ces cellules progénitrices se trouvent en aval des cellules souches dans le processus de développement de la rétine. Elles sont donc plus avancées et ont en quelque sorte reçu une « instruction » pour former des cellules de la rétine tandis que les cellules souches sont beaucoup plus irnmatures. Des cellules progénitrices de rats nouveau-nés ont été implantées chez d'autres rats nouveau-nés ou des rats adultes sains ou encore des rats adultes ayant une dégénérescence de la rétine. Le groupe montre qu'une partie importante des cellules greffées va se positionner correctement dans la rétine et que chez les rats avec dégénérescence rétinienne, un signal électrique peut être enregistré après stimulation lumineuse. Ceci montre que le principe de greffer de telles cellules dans la rétine pourrait aboutir à une vision.

Essais de neuroprotecteurs

L'essai clinique réalisé chez des patients atteints de rétinite pigmentaire avec du CNTF (Ciliary NeuroTrophic Faetor) diffusé à partir de capsules placées dans le vitré, se poursuit. Rappelons que ces essais ont été très controversés car le CNTF, bien que protégeant les photorécepteurs de la mort cellulaire, leur est toxique. Il semble qu'une partie des effets négatifs du CNTF sur la rétine soit liée au bFGF (un autre facteur de croissance) puisque des souris qui ne produisent pas de bFGF ont une toxicité rétinienne moins marquée que les souris sauvages.

L'utilisation de plusieurs autres facteurs de croissance est à l'essai. Des microsphères de PLGA qui diffusent du GDNF (Glial-derived Neurotrophic Factor) pendant 8 mois sont capables de préserver les cellules ganglionnaires de la rétine.

Des essais chez la souris sont effectués avec le mésylate de rasagiline, lequel diminue l'expression de protéines qui augmentent l'apoptose et régule d'autres protéines qui protègent contre l'apoptose. A la dose de 2 ug par g de poids, il a été montré que des souris de 2 mois atteintes de rétinite pigmentaire conservent deux fois plus de photorécepteurs que les souris non traitées.

L'oxydation des protéines et des membranes pourrait jouer un rôle important dans la perte des photorécepteurs de la rétine dans la rétinite pigmentaire, et il a été montré que le stress oxydatif pourrait raccourcir la durée de vie des photorécepteurs. Le groupe d'Alan Wright en Ecosse a examiné deux stratégies pour diminuer le stress oxydatif. D'une part, en diminuant SOD2 (en utilisant des souris déficientes pour ce gène), d'autre part en minimisant la génération d'espèces oxygénées réactives par administration de mitoQ. Aucune de ces deux stratégies n'a eu d'influence sur les taux de perte cellulaire dans la rétine dans plusieurs modèles souris ayant une rétinite pigmentaire. Néanmoins, le groupe de Campochiaro aux USA a utilisé la vitamine E et l'acide alpha lipoïque dans un de ces modèles de souris et a obtenu une diminution de la perte des cônes .

Rétine artificielle

Le système d'implant sous rétinien, correspondant à des microphotodiodes et qui est proposé par le Dr Zrenner, est en cours d'expérimentation chez l'homme avec 8 patients. Deux d'entre eux ont pu être testés pendant 4 semaines et la chirurgie de la pose de ces implants a été montrée. Les patients perçoivent des impressions lumineuses rudimentaires de couleur jaune qui tendent à disparaître. Le problème est que les diodes ne fournissent pas un courant suffisant et donc que l'équipe procède pour l'instant à une évaluation par 16 électrodes de stimulation distantes chacune de 280 nm. Il faut donc attendre que les paramètres soient mieux connus et que la puce soit améliorée pour tirer des conclusions.

Le groupe de Serge Picaud à l'unité INSERM 592 effectue actuellement un travail de fond important pour déterminer les paramètres nécessaires pour obtenir une stimulation optimale de la rétine, et en particulier des cellules ganglionnaires de la rétine.

Le groupe de Veraart en Belgique continue d'étudier deux patients implantés avec un stimulateur autour du nerf optique. La reconnaissance des objets chez ces patients est un processus long qui prend près d'une minute.

Un groupe japonais travaille sur un dispositif de stimulation de la rétine à travers la choroïde. L'avantage est que ce dispositif serait relativement facile à implanter mais il pourrait nécessiter des courants importants, et donc risquer d'endommager la rétine. Les essais sont réalisés avec des platines de 9 électrodes, de 500 (j. chacune et distantes de 1,4 mm.

D'autres essais dont nous avons parlé l'an passé sont poursuivis, notamment aux USA, avec des évolutions qui sont pour l'instant limitées.

Conclusions

Les essais thérapeutiques se développent, aussi bien en pré-clinique chez ranimai, qu'en clinique chez l'homme. Nous sommes ainsi passés vraiment à une nouvelle phase de la recherche sur les maladies génétiques de la rétine dans laquelle les traitements de demain sont évalués et mis au point. En même temps, le démembrement des causes génétiques des nombreuses maladies rares ou bien des variants de maladies plus fréquentes se poursuit et permettra petit à petit d'avoir une idée plus juste de leurs causes. Le travail de fond qui consiste à explorer les mécanismes des maladies est essentiel, car ce sont dans ces mécanismes que résident probablement les possibilités de traitement les plus nombreuses, il est donc important de ne pas relâcher nos efforts, afin que les projets, financés conjointement par les associations, les pouvoirs publics, les fondations et l'Europe, débouchent sur des traitements efficaces et bien maîtrisés.

Merci au Professeur Christian Hamel pour ses recherches et ses écrits.

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