Une protéine de détection de lumière nouvellement développée, appelée opsine MCO1, restaure la vision chez les souris aveugles lorsqu'elle est attachée aux cellules bipolaires de la rétine à l'aide de la thérapie génique.
Le National Eye Institute, qui fait partie des National Institutes of Health, a accordé une subvention de recherche sur l'innovation aux petites entreprises à Nanoscope, LLC pour le développement de MCO1. La société prévoit un essai clinique aux États-Unis plus tard cette année.
Les découvertes de Nanoscope, rapportées aujourd'hui dans Nature Gene Therapy, montrent que des souris totalement aveugles – ce qui signifie qu'elles n'ont pas de perception de la lumière – retrouvent une fonction rétinienne et une vision significatives après le traitement.
Les études décrites dans le rapport ont montré que les souris traitées étaient beaucoup plus rapides dans les tests visuels standardisés, tels que la navigation dans les labyrinthes et la détection des changements de mouvement.
Les opsines sont des protéines qui signalent d'autres cellules dans le cadre d'une cascade de signaux essentiels à la perception visuelle. Dans un œil normal, les opsines sont exprimées par les photorécepteurs en bâtonnet et en cône de la rétine.
Lorsqu'ils sont activés par la lumière, les photorécepteurs pulsent et envoient un signal à travers d'autres neurones rétiniens, le nerf optique, puis aux neurones du cerveau.
Une variété de maladies oculaires courantes, y compris la dégénérescence maculaire liée à l'âge et la rétinite pigmentaire, endommagent les photorécepteurs, altérant la vision.
Mais alors que les photorécepteurs peuvent ne plus fonctionner pleinement, d'autres neurones rétiniens, y compris une classe de cellules appelées cellules bipolaires, restent intacts. Les chercheurs ont identifié un moyen pour les cellules bipolaires d'assumer une partie du travail des photorécepteurs endommagés.
«La beauté de notre stratégie est sa simplicité», a déclaré Samarendra Mohanty, Ph.D., fondateur de Nanoscope et auteur correspondant d'un rapport sur l'étude sur la souris qui apparaît aujourd'hui dans Nature Gene Therapy.
« Les cellules bipolaires sont en aval des photorécepteurs, donc lorsque le gène de l'opsine MCO1 est ajouté aux cellules bipolaires dans une rétine avec des photorécepteurs non fonctionnels, la sensibilité à la lumière est restaurée. »
La stratégie pourrait surmonter les défis liés à d'autres approches de la régénération rétinienne, selon les chercheurs. La thérapie de remplacement génique a jusqu'à présent fonctionné principalement dans les maladies rares qui laissent les photorécepteurs intacts, comme Luxurna pour l'amaurose congénitale de Leber.
Les yeux bioniques, tels que la prothèse rétinienne Argus II, nécessitent une chirurgie invasive et du matériel portable. D'autres thérapies de remplacement de l'opsine nécessitent l'intensification de la lumière afin d'atteindre le seuil requis pour la transduction du signal.
Mais une lumière intense risque d'endommager davantage la rétine. La thérapie de Nanoscope nécessite une injection unique dans l'œil et aucun matériel. Le MCO1 est sensible à la lumière ambiante, il n'est donc pas nécessaire qu'une forte lumière soit projetée dans l'œil. Et la thérapie avec MCO1 pourrait traiter un plus large éventail de maladies dégénératives rétiniennes, car la survie des photorécepteurs n'est pas requise.
Les chercheurs n'ont trouvé aucun problème de sécurité chez les souris traitées. L'examen du sang et des tissus n'a révélé aucun signe d'inflammation dû au traitement et la thérapie n'a eu aucun effet hors cible; seules les cellules bipolaires ont exprimé l'opsine MCO1.
Dans le meilleur des cas, la thérapie pourrait aider les patients à atteindre une vision 20/60, selon les chercheurs; cependant, personne ne sait comment la vision rétablie se comparera à une vision normale.
«Une étude clinique chez l'homme nous aidera à comprendre comment la signalisation par les cellules bipolaires affecte la qualité de la vision; par exemple, dans quelle mesure les yeux bien traités peuvent détecter des objets en mouvement rapide», a déclaré Subrata Batabyal, Ph.D., auteur principal du manuscrit . La thérapie sera probablement limitée pour le traitement des patients atteints d'une maladie rétinienne sévère.
Si cette approche optogénétique utilisant des cellules épargnées dans la rétine dégénérée peut s'avérer efficace dans la restauration de la vision chez l'homme, au-delà de la perception de la lumière, elle pourrait offrir une alternative intéressante à l'approche de la prothèse rétinienne pour les personnes atteintes de rétinite pigmentaire de stade avancé.. «
PaekGyu Lee, Ph.D, agent de programme, programme de recherche sur l'innovation dans les petites entreprises, National Eye Institute
La source:
Référence du journal:
Batabyal, S., et al. (2020) La sensibilisation des cellules ON-bipolaires avec une opsine multi-caractéristique activable à la lumière ambiante sauve la vision chez la souris. Thérapie génique. doi.org/10.1038/s41434-020-00200-2.
