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Jul 15, 2023

Un remède contre la cécité pourrait provenir des algues

Sarah Zhang Techniquement, les algues qui pourraient guérir la cécité ne voient même pas. Chlamydomonas reinhardtii sont des algues vertes simples et unicellulaires qui vivent dans l'eau et dans la terre. Ils ont un corps rond, deux

Sarah Zhang

Techniquement, les algues qui pourraient guérir la cécité ne voient même pas. Chlamydomonas reinhardtii sont des algues vertes simples et unicellulaires qui vivent dans l'eau et dans la terre. Ils ont un corps rond, deux queues en forme de fouet et un seul œil primitif – pas même un œil, en fait, un ocelle – qu'ils utilisent pour rechercher la lumière du soleil pour la photosynthèse.

Cependant, comme les yeux humains, cet ocelle utilise des protéines sensibles à la lumière. L’une d’elles s’appelle la canalrhodopsine-2, et c’est cette protéine algale, transplantée dans la rétine humaine, qui pourrait un jour redonner la vue aux aveugles. Et ce n’est pas seulement un rêve lointain : le mois dernier, la FDA a approuvé des essais cliniques sur des humains pour la société RetroSense, basée à Ann Arbor, dans ce but.

Respirez. Oui, cela semble assez fou, mais pas totalement fou et vaudou. La Channelrhodopsine-2, voyez-vous, est une rock star du monde des neurosciences. Depuis une décennie, les neuroscientifiques utilisent cette protéine pour faire réagir les neurones à la lumière. Les neurones ne réagissent généralement pas à la lumière, étant donné qu'ils sont coincés à l'intérieur des crânes, mais codent génétiquement la protéine dans les neurones, et les scientifiques peuvent facilement sonder les circuits cérébraux avec la lumière, une technique connue sous le nom d'optogénétique.

Si la canalrhodopsine-2 agit dans les cellules du cerveau, pourquoi pas dans les cellules des yeux ? RetroSense prévoit donc d'utiliser l'optogénétique chez l'homme pour la toute première fois, en recrutant 15 patients aveuglés par la maladie génétique des yeux, la rétinite pigmentaire, pour son essai clinique. «Nous envisageons de le lancer cette année, à l'automne», déclare le PDG Sean Ainsworth.

RetroSense utilisera un virus pour insérer des copies du gène de la canalrhodopsine-2 dans les neurones de la rétine interne, qui ne sont normalement pas sensibles à la lumière. (Les bâtonnets et les cônes sont les cellules sensibles à la lumière habituelles.) Il s’agit d’une thérapie génique, et la thérapie génique pour guérir les maladies génétiques des yeux n’est pas une idée radicalement nouvelle. Dans plusieurs essais cliniques, des chercheurs ont injecté des virus porteurs d'une copie normale d'un gène pour compenser la copie défectueuse d'un patient et lui redonner la vue. C'est là que réside la différence : RetroSense n'insère pas un gène provenant d'un autre humain, d'un autre mammifère ou même d'un autre animal, mais d'une algue. Oubliez les espèces inter-espèces, c'est l'inter-domaine.

Cela n’a pas commencé avec les algues. RetroSense octroie une licence pour sa technologie à Zhuo-Hua Pan, un chercheur en vision de la Wayne State University qui étudie comment restaurer la vue lorsque les bâtonnets et les cônes de l'œil meurent. C'est ce qui se produit dans des maladies comme la rétinite pigmentaire ou la dégénérescence maculaire liée à l'âge. La solution évidente corrige les déficiences humaines avec des gènes humains : coder les protéines sensibles à la lumière des bâtonnets humains dans les autres cellules fonctionnelles de la rétine malade. Mais ces protéines sont capricieuses et doivent fonctionner de concert avec plusieurs autres protéines, ce qui signifie que les scientifiques doivent insérer plusieurs gènes. «Nous pensions que ce serait presque impossible à réaliser», explique Pan.

En 2003, Pan est tombé sur un article sur la canalrhodopsine-2 de Chlamydomonas reinhardtii. Les scientifiques ont commencé à l’introduire dans des cellules de mammifères et il leur suffisait d’un gène et d’une protéine. « Cela a parfaitement fonctionné dès le début », explique Pan. "C'était vraiment vraiment, vraiment chanceux." Les centaines de laboratoires de neurosciences qui s’appuient sur l’optogénétique pourraient dire la même chose.

Andy Greenberg

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L'introduction de la canalrhodopsine-2 dans les neurones internes de la rétine évite une grande partie de la complexité de l'œil. La première chose que vous devez savoir sur le fonctionnement de l’œil est que cela n’a aucun sens. D’une part, il semble être câblé à l’envers : la lumière doit traverser plusieurs couches de neurones avant d’atteindre les bâtonnets et les cônes sensibles à la lumière à l’arrière de la rétine, qui doivent ensuite renvoyer des signaux électriques à travers toutes ces couches de neurones. en route vers le cerveau. (Dans le diagramme, l'arrière de la rétine est en haut.) Les bâtonnets et les cônes le sont également à l'envers : ils se déclenchent dans l'obscurité, pas dans la lumière, et inverser ce code fait partie du travail de ces neurones. Si l’œil humain était l’œuvre d’un concepteur intelligent, il était fou.