Première mondiale : un aveugle retrouve partiellement la vue grâce à l'optogénétique

Une équipe de recherche internationale dirigée par les professeurs José-Alain Sahel et Botond Roska, et associant l'Institut de la Vision (Sorbonne Université/Inserm/CNRS), l'hôpital d'ophtalmologie des Quinze-Vingts, l'université de Pittsburgh, l'Institut d'ophtalmologie moléculaire et clinique de Bâle ainsi que les sociétés Streetlab et GenSight Biologics, a mis en évidence que la thérapie optogénétique peut partiellement restaurer la vision chez un patient aveugle atteint de rétinopathie pigmentairepigmentaire à un stade avancé. Les résultats de cette étude, une première mondiale, ont été publiés dans la revue Nature Medicine le 24 mai 2021.

La thérapie optogénétique consiste à modifier génétiquement les cellules afin qu'elles produisent des protéines sensibles à la lumièrelumière dites « channelrhodopsines » (rhodopsinerhodopsine canal). Le récent essai clinique, jusqu'alors inédit, a démontré que cette technique peut partiellement restaurer la vision chez un patient aveugle. Ce résultat marque une étape importante dans le développement de thérapies géniquesthérapies géniques indépendantes des mutations pour traiter les dégénérescences rétiniennes héréditaires.

Si l'optogénétique, technique existant déjà depuis une vingtaine d'années, a révolutionné la recherche fondamentale en neurosciences pour l'étude du fonctionnement des circuits neuronaux, c'est la première fois au niveau international que cette approche innovante est utilisée chez l'Homme et que ses bénéfices cliniques sont démontrés.

Traiter les maladies héréditaires des photorécepteurs

« Permettre à une personne de retrouver une vision partielle par l'optogénétique n'aurait pu se faire sans l'engagement du patient, les efforts de notre équipe multidisciplinaire à l'Institut de la Vision et GenSight, et la collaboration de longue date avec Botond Roska », explique José-Alain Sahel, professeur à Sorbonne Université, chef de service à l'hôpital des Quinze-Vingts, fondateur de l'Institut de la Vision (Sorbonne Université/Inserm/CNRS), et professeur et directeur du département d'ophtalmologie à l'université de Pittsburgh.

Le but de cette recherche est de traiter les maladies héréditairesmaladies héréditaires des photorécepteurs, qui sont des causes très répandues de cécité. Les photorécepteurs sont des cellules de détection de la lumière dans la rétinerétine qui utilisent des protéines appelées opsines pour fournir des informations visuelles au cerveaucerveau via le nerfnerf optique.

Les réponses comportementales et l'activité cérébrale ont été enregistrées simultanément pendant le test visuel. L'analyse des données EEG s'est concentrée sur l'activité enregistrée à partir des canaux occipitaux O 1 , O z et O 2 . © professeurs José-Alain Sahel et Botond Roska

Introduction du gène ChrimsonR

Les photorécepteurs dégénèrent progressivement entraînant l'apparition de la cécité. Afin de restaurer la sensibilité à la lumière, l'équipe de recherche a tiré parti des méthodes de thérapie génique pour exprimer des « channelrhodopsines » dans les cellules ganglionnaires de la rétine. Pour cette étude, elle a introduit le gènegène codant pour une channelrhodopsine appelée ChrimsonR. Cette opsine détecte la lumière ambrée, plus sûre pour les cellules rétiniennes que la lumière bleuelumière bleue utilisée pour d'autres types de recherche optogénétique. En complément, des lunettes dédiées équipées d'une caméra ont été conçues par les chercheurs. Elles permettent de produire des images visuelles projetées en images de couleurcouleur ambre sur la rétine.

Percevoir la lumière, localiser et toucher des objets

Le patient ayant participé à cette étude cliniqueétude clinique avait reçu un diagnosticdiagnostic de rétinopathie pigmentaire à un stade tellement avancé qu'il ne pouvait plus que percevoir la présence de lumière. Près de cinq mois après avoir reçu l'injection de ChrimsonR, laissant ainsi le temps à son expression de se stabiliser dans les cellules ganglionnaires, les tests avec les lunettes ont pu débuter. Sept mois plus tard, le patient a commencé à rapporter des signes d'amélioration visuelle. Les résultats des tests montrent qu'avec l'aide des lunettes, il peut désormais localiser, compter et toucher des objets.

« Les personnes aveugles atteintes de différents types de maladies neurodégénératives des photorécepteurs et d'un nerf optique fonctionnel seront potentiellement éligibles pour le traitement, mais il faudra du temps avant que cette thérapie puisse être proposée. La société GenSight Biologics compte lancer prochainement un essai de phase 3 pour confirmer l'efficacité de cette approche thérapeutique », conclut le Pr José-Alain Sahel.

Comment se déroulent les tests ?

Le premier test consistait à percevoir, localiser et toucher un grand cahier ou une petite boîte d'agrafesagrafes. Le patient a touché le cahier pendant 36 des 39 tests distincts (en d'autres termes, 92 % des cas), mais ne put saisir la boîte d'agrafes que dans 36 % des tests.  Dans un second test, il était question de compter des gobelets sur une table. Le patient a réussi 63 % du temps.

Enfin, pour le troisième test, l'activité cérébrale du patient a été mesurée avec un casque d'électrodesélectrodes d'électroencéphalographie (EEGEEG). Un gobelet était alternativement posé ou enlevé de la table ; le sujet devait appuyer sur un bouton indiquant s'il était présent ou absent. Les lectures d'EEG ont montré que les changements corrélés de l'activité au cours de ces tests étaient concentrés dans le cortexcortex visuel.

En parallèle, un logiciellogiciel de décodage a été installé pour interpréter les enregistrements d'EEG. En analysant l'activité neuronale, le décodeur pouvait dire avec une précision de 78 % si le gobelet était présent ou non dans un essai. « Cette dernière évaluation, pointe le Pr Roska, a permis de confirmer que l'activité cérébrale est bien liée à la présence d'un objet, et donc que la rétine n'est plus aveugle. »