Une minuscule puce sans fil implantée au fond de l’œil et une paire de lunettes de haute technologie ont partiellement restauré la vision de personnes atteintes d’une forme avancée de dégénérescence maculaire liée à l’âge. Dans un essai clinique mené par des chercheurs de Stanford Medicine et des collaborateurs internationaux, 27 participants sur 32 avaient retrouvé la capacité de lire un an après avoir reçu l'appareil.
Grâce aux améliorations numériques permises par l'appareil, telles qu'un zoom et un contraste plus élevé, certains participants ont pu lire avec une acuité équivalente à une vision de 20/42.
Les résultats de l'essai seront publiés le 20 octobre dans le Journal de médecine de la Nouvelle-Angleterre.
Le dispositif, appelé PRIMA, développé à Stanford Medicine, est la première prothèse oculaire à restaurer la vue fonctionnelle chez les patients souffrant d'une perte de vision incurable, leur donnant la capacité de percevoir des formes et des motifs – également connue sous le nom de vision des formes.
« Toutes les tentatives précédentes visant à fournir une vision avec des prothèses ont abouti essentiellement à une sensibilité à la lumière, et non à une véritable vision », a déclaré Daniel Palanker, PhD, professeur d'ophtalmologie et co-auteur principal de l'article. « Nous sommes les premiers à fournir une vision de la forme. »
L'autre auteur principal est José-Alain Sahel, MD, professeur d'ophtalmologie à la faculté de médecine de l'Université de Pittsburgh. L'auteur principal est Frank Holz, MD, professeur d'ophtalmologie à l'Université de Bonn en Allemagne.
Le dispositif en deux parties consiste en une petite caméra, montée sur une paire de lunettes, qui capture des images et les projette en temps réel via une lumière infrarouge sur une puce sans fil située dans l'œil. La puce convertit les images en stimulation électrique, remplaçant ainsi les photorécepteurs naturels endommagés par la maladie.
PRIMA est l'aboutissement de décennies de développement, de prototypes, d'essais sur les animaux et d'un petit premier essai sur l'homme.
Palanker a imaginé un tel dispositif pour la première fois il y a 20 ans, alors qu'il travaillait avec des lasers ophtalmiques utilisés pour traiter les affections oculaires. « J'ai réalisé que nous devrions utiliser le fait que l'œil est transparent et transmettre des informations par la lumière », a-t-il déclaré.
Le dispositif que nous avons imaginé en 2005 fonctionne désormais remarquablement bien chez les patients. »
Daniel Palanker, PhD, professeur, ophtalmologie, Stanford Medicine
Remplacer les photorécepteurs perdus
Les participants au nouvel essai souffraient d’une forme avancée de dégénérescence maculaire liée à l’âge, connue sous le nom d’atrophie géographique, qui érode progressivement la vision centrale. Plus de 5 millions de personnes dans le monde sont touchées par cette maladie, qui constitue la cause la plus fréquente de cécité irréversible chez les personnes âgées.
La dégénérescence maculaire détruit les photorécepteurs sensibles à la lumière au centre de la rétine, le mince tissu neural situé à l'arrière de l'œil qui convertit la lumière en signaux électriques qui se propagent ensuite vers le cerveau. Mais la plupart des patients conservent certaines cellules photoréceptrices qui permettent la vision périphérique ainsi que les neurones rétiniens qui relaient les informations provenant des photorécepteurs.
Le nouvel appareil profite de ce qui est préservé.
La puce de 2 millimètres sur 2 qui reçoit les images est implantée dans la partie de la rétine où les photorécepteurs ont été perdus. La puce est sensible à la lumière infrarouge projetée par les lunettes, contrairement aux véritables photorécepteurs qui répondent uniquement à la lumière visible.
« La projection est réalisée par infrarouge car nous voulons nous assurer qu'elle est invisible pour les photorécepteurs restants à l'extérieur de l'implant », a déclaré Palanker.
La conception signifie que les patients peuvent utiliser leur vision périphérique naturelle ainsi que la vision centrale prothétique, ce qui facilite l'orientation et la navigation.
« Le fait qu'ils voient simultanément la vision prothétique et périphérique est important car ils peuvent fusionner et utiliser la vision au maximum », a déclaré Palanker.
La puce étant photovoltaïque, c’est-à-dire qu’elle n’a besoin que de lumière pour générer du courant électrique, elle peut fonctionner sans fil et être implantée sous la rétine. Les prothèses oculaires précédentes nécessitaient une source d’alimentation externe et un câble sortant de l’œil.
Lire à nouveau
Le nouvel essai a inclus 38 patients âgés de plus de 60 ans qui présentaient une atrophie géographique due à une dégénérescence maculaire liée à l'âge et une vision pire que 20/320 dans au moins un œil.
Quatre à cinq semaines après l'implantation de la puce dans un œil, les patients ont commencé à utiliser les lunettes. Bien que certains patients puissent distinguer immédiatement des schémas, l'acuité visuelle de tous les patients s'est améliorée au fil des mois d'entraînement.
« Il faudra peut-être plusieurs mois de formation pour atteindre des performances optimales – ce qui est similaire à ce dont les implants cochléaires ont besoin pour maîtriser l'audition prothétique », a déclaré Palanker.
Sur les 32 patients ayant terminé l'essai d'un an, 27 savaient lire et 26 ont démontré une amélioration cliniquement significative de l'acuité visuelle, définie comme la capacité de lire au moins deux lignes supplémentaires sur un tableau oculaire standard. En moyenne, l'acuité visuelle des participants s'est améliorée de 5 lignes ; un amélioré de 12 lignes.
Les participants ont utilisé la prothèse dans leur vie quotidienne pour lire des livres, des étiquettes d'aliments et des panneaux de métro. Les lunettes leur ont permis d'ajuster le contraste et la luminosité et de grossir jusqu'à 12 fois. Les deux tiers ont déclaré une satisfaction moyenne à élevée des utilisateurs à l'égard de l'appareil.
Dix-neuf participants ont présenté des effets secondaires, notamment une hypertension oculaire (pression élevée dans l'œil), des déchirures de la rétine périphérique et une hémorragie sous-rétinienne (accumulation de sang sous la rétine). Aucun n’a mis la vie en danger et presque tous ont été résolus en deux mois.
Visions futures
Pour l'instant, l'appareil PRIMA n'offre qu'une vision en noir et blanc, sans nuances intermédiaires, mais Palanker développe un logiciel qui permettra bientôt d'accéder à toute la gamme des niveaux de gris.
« Le numéro un sur la liste de souhaits des patients est la lecture, mais le numéro deux, tout juste derrière, est la reconnaissance faciale », a-t-il déclaré. « Et la reconnaissance faciale nécessite des niveaux de gris. »
Il conçoit également des puces qui offriront une vision à plus haute résolution. La résolution est limitée par la taille des pixels de la puce. Actuellement, les pixels ont une largeur de 100 microns, avec 378 pixels sur chaque puce. La nouvelle version, déjà testée sur des rats, pourrait avoir des pixels aussi petits que 20 microns de large, avec 10 000 pixels sur chaque puce.
Palanker souhaite également tester l'appareil pour détecter d'autres types de cécité provoqués par la perte de photorécepteurs.
« Il s'agit de la première version de la puce et sa résolution est relativement faible », a-t-il déclaré. « La prochaine génération de puces, avec des pixels plus petits, aura une meilleure résolution et sera associée à des lunettes plus élégantes. »
Une puce dotée de pixels de 20 microns pourrait donner à un patient une vision de 20/80, a déclaré Palanker. « Mais avec le zoom électronique, ils pourraient se rapprocher du 20/20. »
