Quand une rétine endommagée recommence à réagir à la lumière

Les chercheurs de l’IOB, récompensés par de nombreux prix, Botond Roska et José-Alain Sahel ont fait passer l’optogénétique du laboratoire à l’être humain. Cette méthode permet notamment de rendre sensibles à la lumière, grâce à des techniques de génie génétique, des cellules nerveuses de la rétine qui ne sont pas des photorécepteurs.

Peter Jankovsky, communication Retina Suisse, peter.jankovsky@retina.ch

C’est une distinction qui compte dans le domaine de l’ophtalmologie : comme indiqué dans la dernière newsletter de Retina Suisse, les professeurs Botond Roska, directeur scientifique de l’Institut de recherche en ophtalmologie moléculaire et clinique de Bâle (IOB), et José-Alain Sahel, président du conseil scientifique de l’IOB, ont reçu le prestigieux António Champalimaud Vision Award 2026. Ce prix récompense deux décennies de recherche commune consacrée à la restauration de la vision.

L’idée peut-être la plus audacieuse des deux chercheurs part d’une situation qui semble sans issue : que faire lorsqu’un œil possède encore des cellules nerveuses, mais que les cellules qui perçoivent normalement la lumière ont disparu ? Dans de nombreuses maladies rétiniennes héréditaires, les photorécepteurs meurent en premier – ce sont les cellules sensorielles qui transforment la lumière en signaux électriques. Dans la rétinite pigmentaire, un groupe de dégénérescences rétiniennes héréditaires, ce processus peut aller jusqu’à la cécité. Pourtant, même lorsque les photorécepteurs ont disparu, d’autres cellules nerveuses de la rétine restent souvent intactes.

Les circuits rétiniens

C’est là qu’intervient ce que l’on appelle l’optogénétique. Cette méthode rend les cellules nerveuses sensibles à la lumière à l’aide de techniques de génie génétique. Les ophtalmologues Roska et Sahel ont développé une approche particulière : plutôt que de remplacer les photorécepteurs perdus, les chercheurs modifient d’autres cellules nerveuses encore présentes dans la rétine, de manière à ce qu’elles puissent réagir à la lumière.

Cela suppose toutefois de savoir quelles cellules cibler et comment les signaux complexes de la rétine sont normalement traités. C’est précisément l’un des principaux axes des travaux scientifiques du professeur Roska. Son équipe a étudié de nombreux types de cellules de la rétine humaine et décrit les connexions entre leurs différents circuits neuronaux. Les circuits rétiniens sont constitués de cellules nerveuses interconnectées qui transforment les stimuli lumineux en signaux qui seront finalement transmis au cerveau.

Du laboratoire à la thérapie

À cette époque, l’optogénétique était déjà connue comme méthode générale en neurosciences. La contribution décisive de Roska, Sahel et de leurs collaborateurs a consisté à appliquer l’optogénétique spécifiquement à la rétine et à tenter de lui permettre de générer à nouveau des signaux visuels fonctionnels.

Les travaux des deux chercheurs sur la restauration optogénétique d’une certaine capacité visuelle ont été conçus comme une collaboration complémentaire à long terme. Roska a principalement apporté les bases neurobiologiques et développé les approches optogénétiques dans la rétine, tandis que Sahel a mis à contribution son expertise clinique et translationnelle – c’est-à-dire le passage du modèle préclinique à l’application chez l’être humain – et a contribué à faire progresser la transposition de cette méthode vers la pratique clinique rétinienne.

Avec leurs équipes, ils ont finalement utilisé l’optogénétique pour la première fois afin de démontrer une restauration partielle d’une fonction visuelle chez une personne aveugle.

Le patient équipé de lunettes spéciales

Cette étape décisive a été franchie en 2021. Dans une étude clinique décrite par la revue scientifique internationale Nature Medicine, Roska, Sahel et leurs collaborateurs ont traité un patient devenu aveugle en raison d’une rétinite pigmentaire.

Un vecteur AAV a d’abord été introduit dans l’un des yeux du patient : il s’agit d’un vecteur viral génétiquement modifié et non pathogène, capable d’introduire dans les cellules le gène souhaité, permettant de rendre celles-ci sensibles à la lumière.

Ce gène contenait les instructions nécessaires à la production de ChrimsonR, une protéine photosensible. Les cellules ciblées étaient les cellules ganglionnaires de la rétine, c’est-à-dire les cellules nerveuses qui relient la rétine au nerf optique et, par conséquent, au cerveau.

La thérapie génique ne suffisait toutefois pas à elle seule. Le patient portait des lunettes spécialement conçues pour détecter les variations d’intensité lumineuse et projeter sur la rétine des impulsions lumineuses correspondantes. Les cellules ganglionnaires, rendues auparavant photosensibles par modification génétique, pouvaient ainsi être stimulées.

Restauration partielle de la fonction visuelle

Le résultat était mesurable : avec l’œil traité et les lunettes, le patient pouvait percevoir, localiser, compter et toucher des objets. La surveillance simultanée de l’activité cérébrale a montré une activité nette au niveau du cortex visuel, c’est-à-dire la partie du cortex cérébral qui traite les informations visuelles.

Cela n’était pas possible sans la thérapie génique ou sans les lunettes. Il s’agissait explicitement d’une restauration partielle de la fonction visuelle, et non d’un retour à une vision normale.

Comment obtenir une image plus précise ?

Depuis cette première démonstration clinique, la question de recherche a évolué. Il ne s’agit plus seulement de savoir s’il est fondamentalement possible de rendre à nouveau sensible à la lumière une rétine « aveugle ». L’enjeu est désormais de déterminer comment obtenir une image aussi différenciée que possible grâce aux cellules ganglionnaires rendues photosensibles.

Dans une revue publiée en 2024, Roska, Sahel et d’autres chercheurs décrivent les problèmes qui restent à résoudre : la sécurité, la sélection aussi précise que possible des cellules cibles, les motifs et l’intensité de la lumière, le traitement des signaux par le système visuel ainsi que la réadaptation des patients.

Roska lui-même a présenté cette prochaine étape de développement à l’été 2025, lors d’une conférence au Max-Planck-Institut für Quantenoptik en Allemagne. La recherche est passée des modèles animaux à la première démonstration clinique, puis aux applications chez l’être humain. Il s’agit désormais notamment d’améliorer la résolution de la vision obtenue grâce à l’optogénétique.

Une autre approche : la lumière infrarouge stimule les cellules ganglionnaires

Parallèlement, une autre approche est étudiée à Bâle. En 2025, des chercheurs de l’IOB dirigés par Roska ont décrit un canal ionique humain TRPV1 artificiellement modifié. Un canal ionique est une protéine située dans la membrane cellulaire qui permet le passage de particules électriquement chargées – les ions – à travers cette membrane.

La variante modifiée réagit à la chaleur produite par la lumière proche infrarouge.

Dans des tissus rétiniens humains, cette méthode a permis d’activer des cellules ganglionnaires à l’aide de brèves impulsions infrarouges. L’intensité de leur réaction augmentait avec l’intensité de l’irradiation. Il est particulièrement intéressant de noter que le canal utilisé a été développé à partir d’une protéine humaine.

Il s’agit toutefois encore de recherches précliniques menées sur des tissus rétiniens humains – et non d’une démonstration d’une amélioration de la vision chez des patients.

Pas seulement reprogrammer les cellules ganglionnaires

Sur le plan économique également, cette idée a désormais franchi une nouvelle étape. En 2024, l’IOB a créé, avec RhyGaze, une entreprise spin-off destinée à poursuivre le développement d’une thérapie génique utilisant l’optogénétique.

Dans la première approche optogénétique testée cliniquement par Roska et Sahel, les cellules ganglionnaires de la rétine ont été rendues elles-mêmes photosensibles à l’aide de la protéine photosensible ChrimsonR.

L’entreprise RhyGaze, cofondée par Roska, poursuit en revanche une approche différente : elle vise à activer par optogénétique les cellules en cônes encore présentes – les photorécepteurs responsables notamment de la vision précise et des couleurs.

En 2025, l’entreprise a obtenu 86 millions de dollars pour poursuivre son développement, notamment pour réaliser des études toxicologiques, préparer les critères d’évaluation cliniques et préparer une première étude chez l’être humain.

Le domaine de recherche s’est également développé au-delà de Bâle. L’American Academy of Ophthalmology considère désormais les approches optogénétiques comme une voie de recherche reconnue dans le domaine de la rétinite pigmentaire. En 2026, une étude clinique portant sur une autre approche optogénétique utilisant l’introduction d’un gène au moyen d’un virus a également été publiée. Il s’agit de l’approche dite UGX-201, qui utilise une protéine différente de ChrimsonR.

En résumé

L’optogénétique a donc changé quelque chose d’essentiel : lorsque les photorécepteurs sont détruits, la cécité ne signifie plus nécessairement que toute possibilité de traitement des signaux visuels a disparu.

La rétine conserve un réseau résiduel, et les recherches de Roska et Sahel cherchent à reconnecter ce réseau à la lumière. L’objectif est de permettre une restauration partielle de la capacité visuelle, qui ne peut en aucun cas être comparée au retour d’une vision normale.

Vidéo avec le professeur Botond Roska (2021)

Optogenetic vision restoration explained – Botond Roska, IOB

Sources