Une innovation révolutionnaire permet de conserver plus longtemps les yeux de donneurs humains
Le manque de dons d’organes humains et la difficulté de les conserver freinent le développement de thérapies régénératives et de nouveaux médicaments. Une nouvelle approche visant à revitaliser et à conserver les yeux de donneurs humains entend surmonter cet obstacle, ouvrant ainsi de nouvelles possibilités pour le traitement de la dégénérescence rétinienne et de nombreuses autres affections susceptibles d’entraîner une déficience visuelle et la cécité. Maria Pia Cosma a dirigé le projet ECaBox(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), au CRG(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), le Centre de régulation génomique de Barcelone, où une équipe pluridisciplinaire crée un dispositif qui redonne vie aux yeux des morts. «Notre objectif est de procéder des essais précliniques sur des yeux entiers. Les yeux de donneurs humains s’endommagent rapidement, en quelques heures, dès l’arrêt de la perfusion sanguine. ECaBox permet de les “ressusciter” et des les conserver en dehors du corps», explique Maria Pia Cosma, professeure de recherche à l’ICREA(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), cheffe de groupe au CRG et coordinatrice du projet. L’ECaBox peut être utilisé pour préserver les yeux qui pourront ensuite être utilisés pour tester des thérapies pour le glaucome, la dégénérescence maculaire liée à l’âge, la sécheresse oculaire, la rétinopathie diabétique, la rétinite pigmentaire et bien d’autres encore. Maria Pia Cosma ajoute: «Un œil conservé à l’extérieur du corps pourrait être utilisé pour la recherche sur presque toutes les maladies oculaires et permettrait de tester l’application d’un traitement sur n’importe quelle partie de l’œil, pour n’importe quelle maladie».
Des procédures innovantes maintiennent la perfusion et la santé post-mortem des yeux
Si les progrès réalisés dans le domaine des organoïdes humains, tissus cultivés dans une boîte de Petri, permettent de mieux imiter la fonction de l’œil, ils ne parviennent pas à rendre compte de sa complexité physiologique. Sachant que les organoïdes ne contiennent généralement pas de vaisseaux sanguins, ils ne peuvent pas modéliser correctement la complexité de la rétine humaine, qui dépend des nutriments que véhiculent les vaisseaux sanguins. «Toute thérapie rétinienne agit dans cette dynamique vasculaire-neuronale, il est donc important de comprendre comment les thérapies fonctionnent dans ce contexte physiologique avant de les tester chez l’humain», souligne Maria Pia Cosma. À l’aide de logiciels et de la conception en 3D, l’équipe a conçu l’ECaBox pour conserver les yeux de donneurs et maintenir en place un tube de perfusion afin de rétablir la circulation des fluides dans les vaisseaux sanguins de l’œil. Les yeux de donneurs humains ont été recueillis après leur mort, avec le consentement écrit des membres de la famille, conformément à la loi espagnole et à l’approbation des comités d’éthique des hôpitaux. «Les systèmes de pompage et d’oxygénation contrôlent la circulation des fluides et l’hydratation de la cornée des yeux maintenus à l’extérieur du corps», précise Maria Pia Cosma. Un tube fin est inséré dans une artère de l’œil et maintenu en place afin de réanimer et de conserver les yeux. Le perfusat électrophysiologique, une solution saline ou tampon spécialisée et contrôlée, est pompé dans l’artère à des débits contrôlés. La structure de l’œil et le remplissage des vaisseaux sanguins sont contrôlés à l’aide de l’imagerie rétinienne, de scanners optiques et de l’imagerie radiographique 3D à haute résolution. Les images sont traitées à l’aide de modèles d’intelligence artificielle (IA) afin d’identifier et d’analyser les vaisseaux sanguins. Les réseaux de vaisseaux sont alignés, divisés en régions et leur taille, volume et densité sont mesurés pour permettre une comparaison entre les yeux. L’IA joue également un rôle clé: «Nous pouvons déterminer la santé de la rétine en utilisant la coloration de tissus, l’imagerie cellulaire, la cytométrie en flux afin d’évaluer les cellules vivantes et les enregistrements électriques des réponses de la rétine à la lumière. Les lésions rétiniennes peuvent être classées à l’aide de modèles d’IA formés sur des images histologiques».
Une avancée de taille dans le domaine de la transplantation d’organes
L’étude est une preuve de concept qui démontre que les organes conservés ex vivo sont utiles pour le développement de thérapies; elle a également des implications dans le domaine de la transplantation d’organes. ECaBox va considérablement réduire les coûts pharmaceutiques et permettre de tester un plus grand nombre de thérapies. «En effet, les États-Unis ont manifesté de l’intérêt et les données dont nous disposons démontrent clairement que les tests précliniques peuvent être évalués sur des tissus post-mortem, dans le cadre de la batterie standard de tests précliniques qu’une société pharmaceutique effectuerait pour une nouvelle thérapie», ajoute Maria Pia Cosma.
