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Les singes daltoniens obtiennent une vision complète des couleurs
Les singes écureuils, qui sont naturellement daltoniens rouge-vert, peuvent atteindre une vision des couleurs semblable à celle des humains lorsqu'ils sont injectés avec le gène d'un photorécepteur humain. La recherche, réalisée sur des animaux adultes, suggère que le système visuel est beaucoup plus flexible qu'on ne le pensait auparavant – les singes ont rapidement appris à utiliser les nouvelles informations sensorielles. Les chercheurs espèrent que ces résultats seront également vrais pour les humains atteints de daltonisme et d'autres troubles visuels, élargissant ainsi l'éventail des maladies cécitantes qui pourraient être traitées par thérapie génique.
Schéma de couleur: Pour évaluer la vision des couleurs chez les singes après un traitement de thérapie génique, les scientifiques ont adapté une version d'un test couramment utilisé pour dépister les daltoniens. Si le singe identifie correctement la tache rouge sur fond gris en la touchant sur l'écran, il obtient une récompense en jus.
L'observation principale ici est que l'animal peut utiliser cette entrée supplémentaire sur une échelle de temps aussi rapide et prendre des décisions avec elle, dit Jérémy Nathans , neuroscientifique à l'Université Johns Hopkins de Baltimore, qui n'a pas participé à l'étude. C'est incroyablement cool.
C'est un pas en avant incroyable en termes de notre capacité à modifier la rétine avec le génie génétique, dit David Williams , directeur du Center for Visual Science de l'Université de Rochester à New York, qui n'a pas participé à l'étude.
La vision normale chez les singes écureuils est presque identique à la daltonisme rouge-vert chez les humains, faisant des singes d'excellents sujets pour étudier le trouble. La plupart des gens ont trois types de photorécepteurs de couleur – rouge, vert et bleu – qui leur permettent de voir tout le spectre des couleurs. Les personnes atteintes de daltonisme rouge-vert, une maladie génétique qui affecte environ 5% des hommes et un pourcentage beaucoup plus faible de femmes, n'ont pas la protéine sensible à la lumière pour les longueurs d'onde de la lumière rouge ou verte. Parce qu'ils n'ont que deux photorécepteurs de couleur, leur vision des couleurs est limitée - ils ne peuvent pas distinguer un X rouge sur un fond vert, par exemple.
Dans la nouvelle étude, publiée aujourd'hui dans La nature , des scientifiques de l'Université de Washington à Seattle ont injecté le gène de la version humaine du photopigment rouge directement dans les yeux de deux animaux, près de la rétine. Le gène, qui se trouve à l'intérieur d'un virus inoffensif souvent utilisé pour la thérapie génique, est conçu de manière à ne devenir actif que dans un sous-ensemble de photorécepteurs verts. Il commence à produire la protéine du pigment rouge environ neuf à 20 semaines après l'injection, transformant cette cellule en une cellule qui répond à la couleur rouge.
Les chercheurs ont examiné les singes avant et après le traitement, en utilisant un test très similaire à celui utilisé pour évaluer le daltonisme chez les humains. Des formes colorées ont été incrustées dans un fond d'une couleur différente, et les singes ont touché l'écran où ils ont vu la forme. Les chercheurs ont découvert que la vision des couleurs des animaux avait radicalement changé après le traitement. La vision humaine des couleurs est très bonne; vous n'avez besoin que d'un tout petit peu de teinte rouge pour distinguer deux nuances, dit Jay Neitz , l'un des auteurs de l'étude. [Les] animaux guéris ne sont pas aussi bons que les autres [types de] singes avec une vision normale des couleurs, mais ils sont proches.
Les deux animaux décrits dans l'étude ont également conservé leur nouvelle capacité sensorielle tricolore pendant plus de deux ans. Et ni l'un ni l'autre n'a montré d'effets secondaires nocifs, tels qu'une réaction immunitaire à la protéine étrangère. Les chercheurs ont depuis traité quatre animaux supplémentaires, sans aucun signe de complications. Les résultats sont assez convaincants, déclare Gerald Jacobson, neuroscientifique à l'Université de Californie à Santa Barbara, qui n'a pas participé à l'étude. Il est possible de faire la même chose pour les humains.
Des essais de thérapie génique sont déjà en cours pour une déficience visuelle plus sévère, appelée amaurose congénitale de Leber, dans laquelle une protéine anormale dans les photorécepteurs des patients altère gravement leur sensibilité à la lumière. La question de savoir si cette recherche doit être convertie en un traitement pour le daltonisme humain est susceptible d'être controversée. Je pense que ce serait une mauvaise utilisation de la technologie médicale alors qu'il y a tant de problèmes plus graves, dit Nathans. La variation de la vision des couleurs est l'un des types de variations qui rendent la vie plus intéressante. On peut considérer cela comme une déficience, mais les daltoniens sont également meilleurs dans certains domaines, comme percer le camouflage. Ils peuvent également avoir une acuité légèrement améliorée, dit-il.
Couleur vivante : L'image de gauche est modifiée numériquement pour simuler à quoi ressemblerait la scène pour une personne (ou un singe) daltonienne rouge-verte.
Cependant, Nietz et Jacobson disent qu'ils reçoivent fréquemment des appels de personnes daltoniennes à la recherche de remèdes, et ils espèrent que la recherche pourra éventuellement être utilisée chez l'homme.
Cela semble être un défaut trivial pour ceux d'entre nous qui ne sont pas daltoniens, mais cela ferme de nombreuses avenues, dit Jacobson. Les personnes daltoniennes ne peuvent pas devenir pilotes professionnels, policiers ou pompiers, par exemple. Les gens me disent tous les jours ce qu'ils ressentent parce qu'ils n'ont pas une vision normale des couleurs, dit Neitz. Vous ne voulez évidemment pas risquer d'autres aspects de la vision, mais je pense que cela pourrait arriver à un point où cela pourrait être fait relativement sans risque.
Les résultats remettent en question les notions existantes sur le système visuel, que l'on pensait être câblé au début du développement. Ceci est soutenu, par exemple, par le fait que les chats privés de vision d'un œil au début de leur vie n'obtiennent jamais l'utilisation normale de cet œil. Les gens avaient exploré la plasticité visuelle et le développement en utilisant la privation de différentes manières, explique Neitz. Mais personne n'a pu l'explorer en ajoutant quelque chose qui n'était pas là.
Cette flexibilité est également importante pour les applications cliniques de la technologie. Le fait que les singes adultes puissent utiliser leurs nouvelles informations sensorielles suggère que les thérapies géniques correctives pour le daltonisme n'ont pas besoin d'être administrées au début du développement, comme certains l'avaient craint. Cependant, il n'est pas encore clair si la vision des couleurs sera un exemple unique de plasticité dans le système visuel adulte, ou l'un des nombreux.
Les chercheurs espèrent que les résultats s'avéreront applicables à d'autres maladies de la rétine. Des centaines de mutations ont déjà été identifiées qui sont liées à des défauts des photorécepteurs et d'autres cellules rétiniennes, conduisant à des maladies telles que la rétinite pigmentaire, une maladie dégénérative qui peut conduire à la cécité. Cependant, contrairement au daltonisme, dans lequel le système visuel est intact, à l'exception du photopigment manquant, bon nombre de ces maladies endommagent les cellules photoréceptrices. Je pense qu'il est difficile de savoir de quelle manière cela s'extrapolera à des troubles de la cécité plus graves qui impliquent une dégénérescence plus grave de la rétine, explique Nathans.
La recherche soulève également la possibilité d'ajouter de nouvelles fonctionnalités au système visuel, ce qui pourrait être d'un intérêt particulier pour les militaires. Vous pourrez peut-être prendre des personnes ayant une vision normale et leur donner un pigment pour l'infrarouge, explique Williams. Je suis sûr que beaucoup de soldats aimeraient que leur caméra infrarouge soit intégrée à la rétine.