Les avancées sur la rétine artificielle
Par le Docteur Serge PICAUD
La rétine artificielle ou prothèse rétinienne a pour objet de stimuler les cellules rétiniennes après dégénérescence des photorécepteurs. En effet, dans de nombreuses pathologies cécitantes, les photorécepteurs de la rétine dégénèrent mais un pourcentage important des autres neurones rétiniens persistent. Parmi ces neurones, un quart des cellules ganglionnaires survivent or ce sont justement ces cellules qui transfèrent l'information visuelle au cerveau par leur axone. Ces cellules sont encore actives et leur stimulation électrique chez des personnes aveugles permet de produire des sensations lumineuses de formes et de couleurs variées.
Ces observations suggèrent que, chez des personnes devenues aveugles, la stimulation coordonnée des cellules rétiniennes résiduelles pourrait permettre de retrouver une vision utile à la locomotion, la reconnaissance d'objets et peut-être même la lecture de mots simples.
Cet article rapporte les travaux récents sur différents projets de rétine artificielle et présente les objectifs de notre projet.
Au dernier congrès international d'ophtalmologie (ARVO 2005) tenu aux Etats Unis, différents groupes ont présenté leurs résultats sur les implants artificiels. Le Pr Chow a notamment décrit les données collectées lors d'un essai clinique avec des patients atteints de rétinopathies pigmentaires. Certains patients qui conservaient un reste de vision centrale ont constaté une amélioration de leurs performances visuelles. Cependant, l'implant rétinien ne permettait aucune perception visuelle car les courants produits semblent être de trop faible amplitude. L'amélioration de la perception visuelle centrale est attribuée à l'effet de la chirurgie et des stimulations électriques qui même si elles n'induisent pas de perception visuelle, pourraient favoriser la synthèse de facteurs trophiques neuroprotecteurs. Cet effet n'est pas permanent puisque, au bout de 3 ans, le champ visuel redevient identique à celui mesuré avant l'opération.
Des expériences sur un modèle animal de rétinopathie pigmentaire ont confirmé cet effet trophique des stimulations. Cette possibilité trophique offre de nouvelles perspectives thérapeutiques pour le traitement de la rétinopathie pigmentaire d'autant qu'un groupe japonais a montré que cet effet trophique peut être obtenu par une stimulation transclérale c'est-à-dire en plaçant un stimulateur à la surface de l'oeil et non dans l'oeil au contact de la rétine.
Le Pr Zrenner en Allemagne a annoncé le lancement très prochainement des essais cliniques avec ses propres implants rétiniens qui reposent sur un principe proche de celui du Pr Chow. Cependant, pour ses implants, le Pr Zrenner a introduit des amplificateurs pour augmenter l'amplitude des stimulations et avoir la certitude de produire des réponses visuelles. Actuellement, il travaille sur le développement de nouvelles techniques d'évaluation des capacités visuelles afin de pouvoir évaluer et démontrer l'intérêt des implants rétiniens pour le patient.
Avant d'augmenter le nombre d'électrodes de stimulation, le Pr Humayun aux Etats-Unis continue le travail avec ses patients ayant reçu des implants de 16 électrodes. Les patients peuvent détecter l'emplacement d'une source lumineuse, déterminer le mouvement de cette source (horizontal ou vertical, ..) ou même identifier des objets prédéfinis blancs sur fond noir (assiette, couteau, verre). Cependant, ces tests ne permettant pas de mesurer de différences majeures dans les performances visuelles entre un implant à une électrode ou un implant à 16 électrodes, de nouveaux tests visuels sont en cours d'élaboration. Les nouveaux implants avec plus d'électrodes sont actuellement en cours de conception par l'entreprise partenaire.
Dans son premier essai clinique, le Pr Veraart en Belgique a montré que la stimulation du nerf optique dans lequel passe les axones des cellules ganglionnaires entre l'oeil et le cerveau, produit des images visuelles. Le stimulateur possédait alors 4 électrodes. Pour augmenter ce nombre d'électrodes et produire des images plus complexes, le site d'implantation des électrodes sur le nerf optique a été modifié et les études avec les patients sont actuellement en cours.
Pour contribuer à ce domaine de la rétine artificielle, nous avons formé un groupe pluridisciplinaire (Pr Safran et Pr Pelizzone Genève; Pr Renaud, Lausanne ; Pr Sahel et Dr Picaud, Paris). Dans ce groupe, le Pr Safran et le Pr Pelizzone définissent les paramètres des images visuelles utiles pour permettre à un patient de lire et se déplacer dans un environnement complexes. Ils ont ainsi montré que la lecture requiert 600 pixels ou points dans une image. Le Pr Pelizzone est par ailleurs un spécialiste des implants auditifs. Le Pr Renaud de l'Ecole Polytechnique de Lausanne produit des stimulateurs que nous (Pr Sahel et Dr Picaud) testons sur des modèles animaux de rétinopathies pigmentaires. L'objectif est en particulier de définir avec exactitude l'amplitude des courants devant être appliquée pour induire une réponse physiologique dans les cellules de la rétine.
Pour atteindre cet objectif, nous devons, dans un premier temps, mesurer l'activité des cellules ganglionnaires dans la rétine après dégénérescence des photorécepteurs puis, dans une seconde étape, définir les stimulations permettant de modifier cet état de repos. La mesure de l'activité des cellules ganglionnaires est actuellement réalisée sur la rétine isolée par une technique d'enregistrement sur multiélectrodes avec laquelle nous avons mesuré les variations de l'activité des cellules ganglionnaires induite par la lumière sur la rétine isolée normale. Ensuite, l'effet de ces stimulations sur le tissu rétinien doit être évalué sur l'animal vivant du point de vue de la sécurité et de l'efficacité à long terme. Pour ces évaluations, une technique chirurgicale a été développée pour placer les implants sous la rétine de rats et disposer d'un connecteur externe pour appliquer les stimulations quotidiennes sur l'animal vivant après la dégénérescence de leurs photorécepteurs. Nous devons également prévoir le développement de la technique chirurgicale sur un oeil d'une taille et d'une anatomie comparable à celles de l'homme comme l'oeil de porc.
Pour la réalisation d'un projet aussi ambitieux que la production d'une rétine artificielle, les financements pour le soutien de la recherche représentent la clé du succès. Aussi nous tenons à remercier l'association I.R.R.P. et la Fédération des Aveugles et Handicapés Visuels de France et leurs présidents, Mme Dumas et Mr Aimi pour leur soutien et leur aide. Outre leurs aides directes, c'est en effet par leur intermédiaire et l'intervention de Mr Tuzet que nous avons également pu obtenir un financement de la Caisse des Professions Libérales de Provinces.