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Numéro
Med Sci (Paris)
Volume 31, Numéro 10, Octobre 2015
Page(s) 830 - 831
Section Nouvelles
DOI https://doi.org/10.1051/medsci/20153110006
Publié en ligne 19 octobre 2015

Certaines dégénérescences rétiniennes, comme les rétinopathies pigmentaires qui affectent environ 1/4 000 personnes [1], ne bénéficient à l’heure actuelle d’aucun traitement efficace. Les patients touchés perdent progressivement leurs photorécepteurs dans leur champ de vision périphérique jusqu’à devenir totalement aveugles, parfois dès l’adolescence. L’une des stratégies pour réhabiliter la vision chez ces personnes consiste à implanter une matrice d’électrodes à la surface de la rétine pour stimuler les cellules restantes après la disparition des photorécepteurs [2-4]. À l’heure actuelle, deux de ces dispositifs ont obtenu l’autorisation de mise sur le marché en démontrant qu’ils restituent aux patients aveugles (ayant perdu la vue parfois depuis plusieurs années) la capacité de retrouver des fonctions visuelles allant de la simple perception de flashs (phosphènes) jusqu’à la lecture [5, 6]. Ces résultats très encourageants ne permettent cependant pas aux patients de retrouver leur autonomie et le réel bénéfice de ces prothèses est, à l’heure actuelle, encore limité.

Afin d’améliorer les performances de cette réhabilitation, notre équipe a développé un nouveau type d’implant composé de pixels photovoltaïques permettant de générer un courant électrique local à la surface de la rétine, et ce sans aucun fil [7]. Chaque pixel de l’implant est composé d’une électrode centrale alimentée par plusieurs photodiodes en série (Figure 1). La lumière naturelle ambiante n’est cependant pas suffisante pour alimenter les photodiodes et produire assez de courant pour stimuler les cellules de la rétine. Nous amplifions donc le signal lumineux en utilisant une source infrarouge de haute puissance, extérieure à l’œil, associée à un système de lunettes connectées (type Google glass). Ces lunettes projettent en temps réel sur la matrice de pixels le schéma de stimulation correspondant à la scène visuelle enregistrée par une caméra [8]. Cette stratégie présente de nombreux avantages comme la facilité d’implantation, puisque le caractère photovoltaïque ne requiert aucun branchement ni électronique implantée. De plus, son aspect modulaire permet d’ajouter d’autres implants par la suite pour couvrir une partie plus importante de la rétine. Enfin, ce dispositif permet d’augmenter la densité d’électrodes par rapport aux techniques usuelles, avec une résolution de 70 µm par pixels.

thumbnail Figure 1.

Implant photovoltaïque sous-rétinien. A. Image de fond d’œil d’un rat implanté avec la prothèse sous-rétinienne ( A , Image © Julie Dégardin) constituée de 143 pixels sur un implant de 1 mm de diamètre (B) . Chaque pixel (C) est constitué de 3 photodiodes connectées en série entre une électrode centrale de stimulation et une électrode de retour périphérique ( B-C , Image © Xin Lei).

Nous avons implanté ce dispositif chez des rats souffrant de dégénérescence rétinienne et avons mesuré les réponses à la stimulation au niveau du cortex visuel. Nous avons ainsi démontré que cet implant non seulement est capable d’évoquer des réponses corticales chez des rats aveugles, mais qu’il permet également de restaurer une acuité visuelle égale à la moitié de l’acuité normale chez le rat [9]. Ces résultats ont été confirmés in vitro par des enregistrements électrophysiologiques sur des rétines isolées. La transposition de ces résultats à l’œil humain produirait en théorie une acuité visuelle de 20/250, ce qui est au-delà de la limite de cécité de 20/400 définie par l’Organisation mondiale de la santé. Nous travaillons actuellement sur une nouvelle version de cette prothèse composée de pixels de 40 µm, ce qui permettrait d’améliorer encore la résolution spatiale et donc le bénéfice pour les patients. De plus, la restauration d’une telle acuité permettrait de cibler une population beaucoup plus importante, dont en particulier les patients atteints de dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA), affection qui touche en effet jusqu’à 8,69% des personnes de 45 à 85 ans [10]. L’une des formes de cette maladie, appelée forme sèche, ne bénéficie à l’heure actuelle d’aucun traitement satisfaisant et entraîne la perte de la vision centrale tout en préservant la vision périphérique avec une acuité limitée. Parvenir à restaurer une acuité équivalente au niveau de la vision centrale fournirait donc à ces patients un réel bénéfice et justifierait l’implantation de prothèses rétiniennes. Nous explorons désormais la manière dont les signaux artificiels évoqués par la prothèse interagissent avec une vision normale résiduelle, comme ce serait le cas chez des individus atteints de DMLA implantés avec notre dispositif.

En parallèle, la licence de cette technologie a été attribuée à l’entreprise française Pixium Vision qui sera en charge des essais cliniques et de sa commercialisation dans les années à venir.

Liens d’intérêt

L’auteur déclare participer à des interventions ponctuelles pour l’entreprise Pixium Vision.

Références

  1. Hamel C. Retinitis pigmentosa. Orphanet J Rare Dis 2006 ; 1 : 40. [CrossRef] [PubMed] (Dans le texte)
  2. Humayun MS. Visual perception elicited by electrical stimulation of retina in blind humans. Arch Ophthalmol 1996 ; 114 : 40–46. [CrossRef] [PubMed] (Dans le texte)
  3. Zrenner E. Can subretinal microphotodiodes successfully replace degenerated photoreceptors? Vision Res 1999 ; 39 : 2555–2567. [CrossRef] [PubMed]
  4. Chow AY, Pardue MT, Chow VY, et al. Implantation of silicon chip microphotodiode arrays into the cat subretinal space. IEEE Trans Neural Syst Rehabil Eng 2001 ; 9 : 86–95. [CrossRef] [PubMed] (Dans le texte)
  5. Humayun MS, Dorn JD, da Cruz L, et al. Interim results from the international trial of second sight’s visual prosthesis. Ophthalmology 2012 ; 119 : 779–788. [CrossRef] [PubMed] (Dans le texte)
  6. Stingl K, Bartz-Schmidt KU, Besch D, et al. Subretinal visual implant alpha IMS – Clinical trial interim report. Vision Res 2015 ; 111 : 149–160. [CrossRef] [PubMed] (Dans le texte)
  7. Wang L, Mathieson K, Kamins TI, et al. Photovoltaic retinal prosthesis: implant fabrication and performance. J Neural Eng 2012 ; 9 : 046014. [CrossRef] [PubMed] (Dans le texte)
  8. Goetz GA, Mandel Y, Manivanh R, et al. Holographic display system for restoration of sight to the blind. J Neural Eng 2013 ; 10 : 056021. [CrossRef] [PubMed] (Dans le texte)
  9. Lorach H, Goetz G, Smith R, et al. Photovoltaic restoration of sight with high visual acuity. Nat Med 2015 ; 21 : 476–482. [CrossRef] [PubMed] (Dans le texte)
  10. Wong WL, Su X, Li X, et al. Global prevalence of age-related macular degeneration and disease burden projection for 2020 and 2040: a systematic review and meta-analysis. Lancet Global Health 2014 ; 2 : e106–e116. [CrossRef] (Dans le texte)

© 2015 médecine/sciences – Inserm

Liste des figures

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Implant photovoltaïque sous-rétinien. A. Image de fond d’œil d’un rat implanté avec la prothèse sous-rétinienne ( A , Image © Julie Dégardin) constituée de 143 pixels sur un implant de 1 mm de diamètre (B) . Chaque pixel (C) est constitué de 3 photodiodes connectées en série entre une électrode centrale de stimulation et une électrode de retour périphérique ( B-C , Image © Xin Lei).

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