Des chercheurs des National Institutes of Health (NIH) ont développé des gouttes oculaires qui étendent la vision dans les modèles animaux d’un groupe de maladies héréditaires qui entraînent une perte de vision progressive chez l’homme, connu sous le nom de rétinite pigmentaire.
Les gouttes oculaires contiennent un petit fragment dérivé d’une protéine fabriquée par le corps et trouvée dans l’œil, connu sous le nom de facteur dérivé de l’épithélium pigment (PEDF). PEDF aide à préserver les cellules de la rétine de l’œil. Un rapport sur l’étude est publié dans Médecine des communications.
« Bien qu’il ne s’agisse pas d’un remède, cette étude montre que les gouttes oculaires à base de PEDF peuvent ralentir la progression d’une variété de maladies rétiniennes dégénératives chez les animaux, y compris divers types de rétinite pigmentaire et de dégénérescence maculaire liée à l’âge sec (AMD) », a déclaré Patricia Becerra, Ph.D., chef de la NIH sur la structure des protéines et la fonction du National Eye Institute et de l’auteur principal de l’étude.
« Compte tenu de ces résultats, nous sommes ravis de commencer les essais de ces gouttes pour les yeux chez les gens. »
Toutes les maladies rétiniennes dégénératives ont une contrainte cellulaire en commun. Bien que la source du stress puisse varier – les géants de mutations et les variantes de gènes ont été liés à la rétinite pigmentaire, AMD et à d’autres troubles – de grands niveaux de stress cellulaire font perdre progressivement à la fonction et à la mort des cellules rétiniennes. La perte progressive de cellules photorécepteurs entraîne une perte de vision et éventuellement de la cécité.
Des recherches antérieures du laboratoire de Becerra ont révélé que, dans un modèle de souris, le PEDF protéique naturel peut aider les cellules rétiniennes à éviter les effets du stress cellulaire. Cependant, la protéine PEDF complète est trop grande pour passer à travers les tissus oculaires externes pour atteindre la rétine, et la protéine complète a de multiples fonctions dans le tissu rétinien, ce qui le rend peu pratique comme traitement.
Pour optimiser la capacité de la molécule à préserver les cellules rétiniennes et à aider la molécule à atteindre le dos de l’œil, Becerra a développé une série de peptides courts dérivés d’une région de PEDF qui soutient la viabilité cellulaire. Ces petits peptides peuvent se déplacer à travers les tissus oculaires pour se lier aux protéines des récepteurs PEDF à la surface de la rétine.
Dans cette nouvelle étude, dirigée par le premier auteur Alexandra Bernardo-Colón, l’équipe de Becerra a créé deux formulations de chutes oculaires, chacune contenant un peptide court. Le premier candidat peptidique, appelé «17-mer», contient 17 acides aminés trouvés dans la région active de la PEDF.
Un deuxième peptide, H105A, est similaire mais se lie plus fortement au récepteur PEDF. Les peptides appliqués aux souris en tant que gouttes à la surface de l’œil ont été trouvés en concentration élevée dans la rétine en 60 minutes, diminuant lentement au cours des 24 à 48 heures suivantes. Aucun des peptides n’a causé la toxicité ni d’autres effets secondaires.
Lorsqu’il est administré une fois par jour à de jeunes souris atteintes d’une maladie de type rétinite pigmentaire, H105A a ralenti la dégénérescence des photorécepteurs et la perte de vision. Pour tester les gouttes, les enquêteurs ont utilisé des souris spécialement élevées qui perdent leurs photorécepteurs peu de temps après la naissance. Une fois la perte de cellules commence, la majorité des photorécepteurs meurent en une semaine.
Lorsqu’on leur a donné une chute des yeux peptidiques pendant cette période d’une semaine, les souris ont conservé jusqu’à 75% des photorécepteurs et ont continué à avoir de fortes réponses rétiniennes à la lumière, tandis que ceux qui ont donné un placebo avaient peu de photorécepteurs restants et peu de vision fonctionnelle à la fin de la semaine.
« Pour la première fois, nous montrons que les gouttes oculaires contenant ces peptides courts peuvent passer dans l’œil et avoir un effet thérapeutique sur la rétine », a déclaré Bernardo-Colón. « Les animaux donnés par le peptide H105A ont des rétines à apparence plus saine considérablement, sans effets secondaires négatifs. »
Une variété de thérapies spécifiques aux gènes sont en cours de développement pour de nombreux types de rétinite pigmentosa, qui commencent généralement dans l’enfance et progressent sur de nombreuses années. Ces gouttes oculaires des peptides dérivées de PEDF pourraient jouer un rôle crucial dans la préservation des cellules en attendant que ces thérapies géniques deviennent cliniquement disponibles.
Pour tester si les photorécepteurs conservés par le traitement des chutes oculaires sont suffisamment sains pour que la thérapie génique fonctionne, les collaborateurs Valeria Marigo, Ph.D. et Andrea Bighinati, Ph.D., Université de Modène, Italie, a traité des souris avec une thérapie génique à la fin du régime de chutes oculaires d’une semaine. La thérapie génique a conservé avec succès la vision pendant au moins six mois supplémentaires.
Pour voir si les gouttes oculaires pourraient fonctionner chez l’homme – sans les tests directement chez l’homme – les chercheurs ont travaillé avec Natalia Vergara, Ph.D., Université du Colorado Anschutz, Aurora, pour tester les peptides dans un modèle de tissu rétinien humain de dégénérescence rétinienne.
Cultivés dans un plat de cellules humaines, les tissus de type rétine ont été exposés à des produits chimiques qui ont induit des niveaux élevés de stress cellulaire. Sans les peptides, les cellules du modèle tissulaire sont mortes rapidement, mais avec les peptides, les tissus rétiniens sont restés viables.
Ces données sur les tissus humains fournissent une première étape clé soutenant les essais humains des gouttes oculaires.
