Cataracte : bientôt un traitement qui se passe de chirurgie ?

Quand j’ai commencé mon doctorat, j’avais la ferme intention de trouver un remède à la cataracte – pas après quelques décennies de recherche, mais pendant la durée de ma thèse. Voilà pour mon enthousiasme et ma naïveté de l’époque… Mais quelques décennies plus tard, finalement, ce rêve semble se rapprocher.

La cataracte résulte de l’accumulation dans le cristallin de protéines fragmentées qui vont peu à peu l’opacifier. Cette agglutination de matière altère la bonne transmission de la lumière jusqu’à la rétine, ce qui donne cet aspect brumeux caractéristique à l’œil. Mais, surtout, elle entraîne une diminution de la vision qui se fait plus floue. C’est la cause d’environ 43 % des cas de cécité.

L’intervention chirurgicale consistant à retirer le cristallin opacifié et à le remplacer par un équivalent artificiel est jusqu’à présent le seul traitement disponible. Environ 10 millions d’opérations de la cataracte sont réalisées chaque année dans le monde (et 450 000 en France, où elle est la première cause de chirurgie, ndlr).

Comparaison oeil normal / oeil atteint de cataracte
L’œil atteint de cataracte (en bas) ne transmet plus normalement la lumière du fait de son cristallin opacifié.

Désormais bien maîtrisée, cette chirurgie peut changer la vie… Mais qui ne préférerait pas éviter une intervention au niveau de l’œil si un traitement moins invasif était disponible ? D’où notre proposition : administrer de simples gouttes ophtalmiques à base de stérols, des substances de la famille des graisses qui existent dans la nature.

Entrée en jeu des gouttes ophtalmiques

Le composé stérol que nous avons identifié avait déjà été testé auparavant, mais pas pour son effet sur la qualité optique du cristallin. Pourtant, il s’agit là d’une propriété fondamentale de l’œil pour que la lumière voyage sans entrave jusqu’à la rétine, et donc pour maintenir la vision.

Des investigations menées dés 2015 sur un panel de molécules, dont ce composé stérol, montraient en effet qu’il était capable de restaurer partiellement la solubilité des protéines à la fois dans les cristallins de souris vivantes âgées et dans des cristallins humains placés in vitro, dans des boites de Pétri. Avec pour résultat une amélioration de la transparence du cristallin chez la souris âgée

Toutefois, une étude ultérieure en 2019 n’avait pas pu confirmer que ce composé pouvait bien inverser l’accumulation de protéines dans des échantillons de rats et d’humains, ou l’opacification du cristallin chez le rat âgé atteint de cataracte. Cependant, le composé stérol n’avait pas été testé sur des cristallins humains entiers et intacts.

Et, surtout, son effet sur la qualité optique du cristallin (en l’occurrence la propriété optique de son indice de réfraction) n’avait pas été mesuré.

Pour en avoir le cœur net, mes collègues et moi-même avons récemment mené une nouvelle étude sur 26 souris atteintes de cataractes. Elle a bien montré des effets prometteurs et spectaculaires sur la cataracte après son application du composé de stérol sélectionné sur leurs yeux.

Lorsque le composé a été appliqué sur un seul de leurs yeux malades (afin de permettre la comparaison), nous avons constaté que l’opacité du cristallin était réduite dans 46 % des cas. De plus, 61 % des cristallins traités présentaient une amélioration du gradient de leur indice de réfraction. Ce gradient est une mesure importante de la densité optique, et un élément essentiel de la qualité de l’image perçue.

Cependant, les effets bénéfiques n’ont pas été observés chez toutes les souris. Ce qui suggère que ce type de traitement pourrait ne pas s’appliquer à toutes les cataractes (il en existe plusieurs types, en fonction de leur localisation, si elle est liée à l’âge, à un choc, etc.).

Évaluer l’effet sur la qualité optique

Pour arriver à ce constat, il fallait avoir le moyen d’évaluer finement l’évolution de la qualité optique du cristallin. J’ai pour cela passé des années à développer des méthodes de mesures adaptées. Depuis plus de dix ans, je me focalise ainsi l’optique du cristallin à l’aide du synchrotron SPring‑8 au Japon – l’un des plus puissants au monde. Cet accélérateur de particules produit de puissants rayons X, ce qui permet de mesurer avec une précision inédite les propriétés de l’œil.

L’application des mesures aux rayons X a été la clé de nos dernières découvertes. De plus, nous travaillons sur des cristallins complets, si bien que la distribution des protéines problématiques n’y est pas perturbée – ce qui est fondamental pour étudier de façon fiable ses propriétés optiques.

C’est cette technologie qui nous a permis, à mes collègues et à moi-même, de caractériser avec précision le gradient de l’indice de réfraction dans des cristallins jeunes et transparents ainsi que dans leurs avatars présents dans des yeux plus âgés et affectés par la cataracte. Comme on l’a dit, ce gradient est important pour la qualité de l’image car il permet une meilleure capacité de mise au point. Lorsque la cataracte se développe, des protéines fragmentées s’accumulent dans le cristallin, ce qui perturbe ce gradient… et donc la vision.

Une piste en cours de développement

Le lien entre la fonction optique du cristallin et la solubilité des protéines et leur propension à s’agglomérer doit continuer à être investigué plus avant. C’est nécessaire pour confirmer qu’il est bien possible d’inverser le processus de formation de la cataracte, et ainsi de rétablir la transparence d’un cristallin opacifié.

Les scientifiques ont longtemps cru que l’accumulation des principales protéines structurelles de la cataracte – les cristallines – était irréversible. Par conséquent, le traitement de la cataracte ne pouvait, au mieux, que stopper ou ralentir sa progression.

Si ce n’est pas le cas, ce que suggèrent nos résultats, et que l’agrégation des protéines est bien réversible, cela ouvre une multitude de possibilités de futurs traitements…

Non seulement la cataracte pourrait être prévenue en évitant certaines causes connues, telles que la mauvaise alimentation, le tabagisme et certains médicaments, comme les stéroïdes, mais il serait peut-être possible de développer des médicaments pour empêcher la progression de la maladie. D’autres pourraient être envisagés pour inverser le processus de formation de la cataracte et redonner de la clarté à un cristallin opacifié.

Les recherches futures doivent inclure des investigations sur toutes les protéines du cristallin : les principales protéines structurelles du cristallin (cristallines, protéines membranaires assurant le transport de l’eau…) en tandem avec des études de la fonction optique.

Nous continuons à étudier l’optique du cristallin sous tous ses aspects et à tous les âges, depuis les premiers stades du développement embryonnaires jusqu’à l’âge adulte. Notre objectif ? Savoir comment ces résultats, ces observations peuvent être reliés à des changements dans les protéines qui constituent cette lentille organique.

De nombreuses autres recherches que les nôtres sont bien sûr encore nécessaires, mais nos derniers résultats ont montré qu’un traitement non chirurgical de la cataracte est possible. Mieux, il est peut-être plus proche que nous ne le pensons…

Publié le 05 octobre 2022
Par Barbara Pierscionek, Professor and Deputy Dean, Research and Innovation, Anglia Ruskin University