La vue de l’aveugle partiellement rétablie grâce à la thérapie génique “ optogénétique ”

Une équipe de scientifiques a annoncé lundi avoir partiellement rétabli la vue d’un aveugle en construisant des protéines qui captent la lumière dans l’un de ses yeux. Leur rapport, paru dans la revue Nature Medicine, est la première étude publiée à décrire l’utilisation réussie de ce traitement.

«Voir pour la première fois que cela a fonctionné – même si ce n’est que chez un patient et dans un œil – est passionnant», a déclaré Ehud Isacoff, neuroscientifique à l’Université de Californie à Berkeley, qui n’a pas participé à l’étude.

La procédure est loin de la vision complète. Le volontaire, un homme de 58 ans qui vit en France, devait porter des lunettes spéciales qui lui donnaient la perception fantomatique des objets dans un champ de vision étroit. Mais les auteurs du rapport disent que l’essai – le résultat de 13 ans de travail – est une preuve de concept pour des traitements plus efficaces à venir.

«Ce n’est évidemment pas la fin du chemin, mais c’est une étape majeure», a déclaré le Dr José-Alain Sahel, un ophtalmologiste qui partage son temps entre l’Université de Pittsburgh et la Sorbonne à Paris.

Le Dr Sahel et d’autres scientifiques tentent depuis des décennies de trouver un remède aux formes héréditaires de cécité. Ces troubles génétiques privent les yeux des protéines essentielles nécessaires à la vision.

Lorsque la lumière pénètre dans l’œil, elle est capturée par des cellules dites photoréceptrices. Les photorécepteurs envoient ensuite un signal électrique à leurs voisins, appelés cellules ganglionnaires, qui peuvent identifier des caractéristiques importantes comme le mouvement. Ils envoient ensuite leurs propres signaux au nerf optique, qui transmet les informations au cerveau.

Dans des études antérieures, les chercheurs ont pu traiter une forme génétique de cécité appelée amaurose congénitale de Leber, en corrigeant un gène défectueux qui, autrement, provoquerait la dégénération progressive des photorécepteurs.

Mais d’autres formes de cécité ne peuvent pas être traitées aussi simplement, car leurs victimes perdent complètement leurs photorécepteurs. «Une fois que les cellules sont mortes, vous ne pouvez pas réparer le défaut du gène», a déclaré le Dr Sahel.

Pour ces maladies, le Dr Sahel et d’autres chercheurs ont expérimenté un type de réparation plus radical. Ils utilisent la thérapie génique pour transformer les cellules ganglionnaires en nouvelles cellules photoréceptrices, même si elles ne captent normalement pas la lumière.

Les scientifiques tirent parti des protéines dérivées d’algues et d’autres microbes qui peuvent rendre toute cellule nerveuse sensible à la lumière.

Au début des années 2000, des neuroscientifiques ont découvert comment installer certaines de ces protéines dans les cellules cérébrales de souris et d’autres animaux de laboratoire en injectant des virus porteurs de leurs gènes. Les virus ont infecté certains types de cellules cérébrales, qui ont ensuite utilisé le nouveau gène pour construire des canaux sensibles à la lumière.

À l’origine, les chercheurs ont développé cette technique, appelée optogénétique, pour sonder le fonctionnement du cerveau. En insérant une minuscule lumière dans le cerveau de l’animal, ils pourraient activer ou désactiver un certain type de cellule cérébrale en appuyant simplement sur un interrupteur. La méthode leur a permis de découvrir les circuits sous-jacents à de nombreux types de comportement.

Le Dr Sahel et d’autres chercheurs se sont demandé s’ils pouvaient utiliser l’optogénétique pour ajouter des protéines photosensibles aux cellules de la rétine. Après tout, pensaient-ils, les cellules rétiniennes sont aussi des nerfs – une extension du cerveau, en d’autres termes.

Pour Ed Boyden, un neuroscientifique au MIT qui a contribué à pionnier dans le domaine de l’optogénétique, la quête d’utiliser ces protéines pour guérir la cécité l’a pris par surprise. «Jusqu’à présent, j’ai pensé à l’optogénétique principalement comme un outil destiné aux scientifiques, car elle est utilisée par des milliers de personnes pour étudier le cerveau», a-t-il déclaré. «Mais si l’optogénétique fait ses preuves en clinique, ce serait extrêmement excitant.»

Le Dr Sahel et ses collègues ont reconnu que les protéines optogénétiques créées par le Dr Boyden et d’autres n’étaient pas suffisamment sensibles pour produire une image à partir de la lumière ordinaire pénétrant dans l’œil. Mais les scientifiques ne pouvaient pas envoyer de lumière amplifiée dans l’œil, car l’éblouissement détruirait le tissu délicat de la rétine.

Les scientifiques ont donc choisi une protéine optogénétique sensible uniquement à la lumière ambrée, plus agréable à l’œil que les autres couleurs, et ont utilisé des virus pour fournir ces protéines ambrées aux cellules ganglionnaires de la rétine.

Ensuite, les chercheurs ont inventé un dispositif spécial pour transformer les informations visuelles du monde extérieur en lumière ambrée qui pourrait être reconnue par les cellules ganglionnaires. Ils ont créé des lunettes qui analysent leur champ de vision des milliers de fois par seconde et enregistrent les pixels dans lesquels la lumière change. Les lunettes envoient alors une impulsion de lumière ambrée à partir de ce pixel dans l’œil.

Les chercheurs ont estimé que cette stratégie pourrait être en mesure de créer des images dans le cerveau. Nos yeux se balancent naturellement dans de minuscules mouvements plusieurs fois par seconde. À chaque saut, de nombreux pixels changeraient les niveaux de lumière.

Pourtant, la question restait ouverte de savoir si les aveugles pouvaient apprendre à utiliser ces informations pour reconnaître des objets. «Le cerveau doit apprendre une nouvelle langue», a déclaré Botond Roska, ophtalmologiste à l’Université de Bâle et co-auteur de la nouvelle étude.

Après avoir testé leur thérapie génique et leurs lunettes sur des singes, le Dr Roska, le Dr Sahel et leurs collègues étaient prêts à l’essayer sur des personnes. Leur plan était d’injecter des virus porteurs de gènes dans un œil de chaque volontaire aveugle, puis d’attendre plusieurs mois que les cellules ganglionnaires développent des protéines optogénétiques. Ils formeraient ensuite les volontaires à utiliser les lunettes.

Malheureusement, ils n’ont réussi à former qu’un seul volontaire avant que la pandémie de coronavirus n’arrête le projet. Après des années de préparation pour l’étude, il était maintenant coincé dans les limbes.

Mais ensuite, le seul volontaire qu’ils avaient réussi à former est entré en contact. Depuis sept mois, il portait les lunettes à la maison et en promenade. Un jour, il s’est rendu compte qu’il pouvait voir les rayures d’un passage pour piétons.

Lorsque la pandémie s’est apaisée en France au cours de l’été, les scientifiques ont réussi à l’amener dans leur laboratoire pour plus de formation et de tests. Ils ont découvert qu’il pouvait tendre la main et toucher un cahier posé sur une table, mais qu’il avait moins de chance avec une petite boîte d’agrafes. Lorsque les scientifiques ont posé deux ou trois gobelets devant le volontaire, il a réussi à les compter correctement 12 fois sur 19.

Lors de certains essais, le volontaire portait une casquette avec des électrodes capables de détecter l’activité cérébrale à travers son cuir chevelu. Lorsque les lunettes envoyaient des signaux à sa rétine, elles activaient des parties du cerveau impliquées dans la vision.

«C’est une réalisation majeure d’un point de vue scientifique, et surtout pour les aveugles», a déclaré Lucie Pellissier, neuroscientifique à l’Université de Tours en France qui n’était pas impliquée dans l’étude.

Le Dr Sahel et ses collègues ont fondé une société appelée GenSight pour faire passer leur technique à des essais cliniques dans l’espoir de la faire approuver par les organismes de réglementation. Ils ne sont pas seuls. Le Dr Isacoff et ses collègues ont fondé une société similaire appelée Vedere Bio qui a été acquise en octobre dernier par Novartis.

Il faudra beaucoup plus de résultats positifs d’essais cliniques avant que l’optogénétique puisse devenir un traitement standard pour certaines formes de cécité. Pour l’instant, le Dr Sahel et ses collègues font venir les autres volontaires pour une formation, testent des doses plus élevées de virus et améliorent leurs lunettes en lunettes minces qui seraient plus confortables tout en fournissant plus d’informations à la rétine.

Le Dr Isacoff et ses collègues ont mené leurs propres expériences qui soulèvent la possibilité que d’autres protéines optogénétiques rendent les cellules rétiniennes suffisamment sensibles pour détecter la lumière sans l’aide de lunettes. «Je pense que ça va très bien fonctionner», a-t-il dit.

Pendant tout le temps que le Dr Sahel a consacré à son propre système, il a hésité à deviner jusqu’où il pourrait s’améliorer. «Jusqu’à ce qu’un patient vous dise ce qu’il voit, vous ne pouvez vraiment rien prédire», a-t-il déclaré.