Dans le premier test humain d'optogénétique, les médecins visent à redonner la vue aux aveugles

Si tout se passe comme prévu, le mois prochain, un chirurgien du Texas utilisera une aiguille pour injecter des virus chargés d'ADN d'algues photosensibles dans l'œil d'une personne légalement aveugle dans le but de permettre au patient de voir à nouveau, si uniquement en noir et blanc flou.

L'étude, parrainée par une startup appelée Thérapeutique RetroSense , d'Ann Arbor, Michigan, devrait être le premier test humain d'optogénétique, une technologie développée dans des laboratoires de neurosciences qui utilise une combinaison de thérapie génique et de lumière pour contrôler avec précision les cellules nerveuses.

L'essai, qui sera mené par des médecins du Fondation Retina du Sud-Ouest , impliquera jusqu'à 15 patients atteints de rétinite pigmentaire, une maladie dégénérative dans laquelle les cellules photoréceptrices photosensibles spécialisées de l'œil meurent, provoquant lentement la cécité. Le but du traitement est de concevoir l'ADN de différentes cellules de la rétine, appelées cellules ganglionnaires, afin qu'elles puissent répondre à la lumière à la place, en envoyant des signaux au cerveau.

L'étude texane sera suivie de près par des neuroscientifiques qui espèrent éventuellement utiliser l'optogénétique dans le cerveau humain pour traiter la maladie de Parkinson ou une maladie mentale grave. Cela va être une mine d'or d'informations sur la réalisation d'études optogénétiques chez l'homme, déclare Antonello Bonci, un neuroscientifique qui est directeur scientifique du programme de recherche intra-muros au National Institute on Drug Abuse de Baltimore.

Les patients atteints de rétinite pigmentaire perdent la vision périphérique et nocturne avant de devenir aveugles. Les candidats à l'étude RetroSense ne pourront pas voir beaucoup plus qu'une main se déplaçant devant leur visage. Le PDG de RetroSense, Sean Ainsworth, dit qu'il espère qu'après le traitement, les patients verront des tables et des chaises ou liront peut-être de grosses lettres.

L'optogénétique a été développée il y a une dizaine d'années dans les laboratoires de neurosciences comme un moyen de contrôler avec précision l'activité des cellules nerveuses. Il fonctionne en ajoutant des instructions d'ADN pour une protéine sensible à la lumière, la channelrhodopsine, que les algues utilisent pour détecter la lumière du soleil et se déplacer vers elle. Ajouté à un nerf, il provoque l'activation de la cellule lorsqu'elle est exposée à une longueur d'onde de lumière spécifique.

La technologie aide déjà les scientifiques à faire des progrès rapides dans la compréhension des cellules cérébrales qui sous-tendent le mouvement, la motivation, la douleur et de nombreuses autres fonctions cérébrales de base chez les animaux. Dans une expérience, des chercheurs de l'Université de Stanford dirigés par Karl Deisseroth, l'un des inventeurs de l'optogénétique, ont découvert qu'ils pouvaient activer et désactiver la sensation de peur chez les souris en projetant de la lumière à travers un câble à fibre optique sur des cellules spécifiques de leur cerveau.

RetroSense a été fondée en 2009 pour commercialiser les recherches menées par Zhuo-Hua Pan, un expert en vision de la Wayne State University qui s'est rendu compte que l'œil pourrait être l'endroit le plus facile pour utiliser l'optogénétique. Contrairement au cerveau, l'œil est transparent et sensible à la lumière, et il est beaucoup plus facile à traiter avec la thérapie génique. Aucun matériel supplémentaire ou câble à fibre optique n'est nécessaire, car la lumière brille directement sur la rétine.

L'œil possède deux types de cellules photoréceptrices. Les cônes, nommés d'après leur forme, sont responsables de la vision des couleurs. Les bâtonnets réagissent à la lumière la nuit. Les deux réagissent aux photons entrants en générant un signal électrique qui est transmis à travers une succession de cellules nerveuses jusqu'au nerf optique puis au cerveau.

Pour pallier la perte de photorécepteurs, la stratégie imaginée par Pan et adoptée par RetroSense consiste à injecter des virus chargés d'ADN d'algues au centre de l'œil. Leur cible est la couche supérieure de cellules de la rétine, appelée ganglions. Une fois qu'elles commencent à fabriquer la protéine sensible à la lumière, les cellules ganglionnaires devraient se déclencher en réponse à la lumière. .

Pan s'attend à ce que le traitement génère au moins 100 000 cellules photosensibles dans la rétine. Cela pourrait se traduire par une vision substantielle. Jusqu'à présent, la seule technologie commerciale permettant de redonner une vue limitée aux personnes aveugles est un implant électrique appelé Argus II qui transmet la vidéo d'une caméra à une feuille de 60 électrodes cousues à l'intérieur de la rétine, mais il ne fournit que quelques pixels d'informations visuelles à un temps.

La protéine d'algue a certaines limites. La première est qu'il ne répond qu'à la composante bleue de la lumière naturelle. En conséquence, RetroSense s'attend à ce que les patients aient une vision monochromatique. Peut-être que le cerveau traitera cela en noir et blanc, dit Ainsworth. Les patients peuvent percevoir un objet qui ne reflète aucune lumière bleue comme étant noir.

Les spéculations sur ce que les gens verront ou ne verront pas - et à quoi ressemblera cette expérience subjective - découlent des résultats d'études sur des souris aveugles. Jens Dubel , qui dirige un groupe étudiant la restauration optogénétique de la vision au Institut de la Vision , à Paris, dit qu'après le traitement, les souris aveugles bougeront la tête pour suivre une image et éviteront également une lumière vive lorsqu'elles sont maintenues dans une boîte sombre, tout comme le font les souris en bonne santé.

Parce que la protéine d'algue n'est pas aussi sensible à la lumière qu'une rétine normale, Duebel pense que les patients pourraient voir à la lumière extérieure mais pas très bien à l'intérieur. Duebel est associé à Produits biologiques GenSight de Paris, une société qui a développé une paire de microprojecteurs montés sur lunettes qui, selon elle, pourraient résoudre ce problème. Les lunettes convertiront un flux vidéo en longueurs d'onde de lumière auxquelles une rétine génétiquement modifiée peut répondre. La société française reste à quelques années du démarrage d'un essai clinique de sa technologie, a déclaré Duebel.

D'autres traitements utilisant l'optogénétique sont en cours de développement. Une société californienne, Circuit Therapeutics, développe un traitement optogénétique des douleurs chroniques. Le circuit est également financé par le Fondation Michael J. Fox pour la recherche sur la maladie de Parkinson , qui veut déterminer s'il est possible de contrôler les tremblements de Parkinson à l'aide d'une source de lumière à l'intérieur du cerveau. Jusqu'à présent, cela a été réalisé avec des médicaments ou des électrodes implantées.

Bonci dit qu'avant que l'optogénétique puisse être utilisée à des fins thérapeutiques dans le cerveau, les chercheurs auront besoin de plus d'informations sur les cellules à cibler. Mais c'est dans cinq ans, pas dans 20 ans, dit-il.

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