Grâce à l'IRMf, une nouvelle étude sur la vision découvre un modèle prometteur pour restaurer la fonction des cônes

Grâce à l’IRMf, une nouvelle étude sur la vision découvre un modèle prometteur pour restaurer la fonction des cônes

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Dans la rétine des yeux humains, les cônes sont des cellules photoréceptrices responsables de la vision des couleurs, de la vision à la lumière du jour et de la perception des petits détails. En tant que scientifiques de la Division des thérapies expérimentales de la rétine de l’École de médecine vétérinaire de l’Université de Pennsylvanie, Gustavo D. Aguirre et William A. Beltran travaillent depuis des décennies pour identifier la base des maladies héréditaires de la rétine. Ils ont déjà montré qu’ils pouvaient récupérer la fonction manquante du cône en réintroduisant une copie du gène normal dans les cellules photoréceptrices.

Les humains et les chiens sont tous deux affectés par la maladie de la rétine, et une nouvelle étude de la vision à la lumière du jour utilisant un modèle canin offre un aperçu crucial pour évaluer « si ces remplacements cellulaires – par lesquels nous introduisons des cônes dans la rétine de ces chiens – constituent une approche efficace pour restaurer la vision conique », déclare Beltran, professeur d’ophtalmologie Corinne R. et Henry Bower.

Leurs conclusions ont été publiées dans Science et technologie de la vision translationnelle. Les autres co-auteurs sont Huseyin O. Taskin, ancien spécialiste de recherche à Penn au GKAguirre Lab et actuel étudiant diplômé à l’Université de Toronto, et Jacqueline Wivel, technicienne vétérinaire.

Beltran et Gustavo Aguirre ont fait équipe avec des chercheurs, dont le neuroscientifique cognitif Geoffrey K. Aguirre, professeur de neurologie à la Perelman School of Medicine, réunissant leurs connaissances sur le système rétinien et les mesures cérébrales. Chez les chiens atteints de trois types différents de maladies rétiniennes naturelles et chez les chiens ayant une vision normale, les scientifiques ont utilisé l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) pour évaluer les réponses cérébrales aux lumières qui stimulent uniquement les cellules des cônes.

Les chercheurs ont découvert que l’IRMf peut détecter les réponses cérébrales à la vision à la lumière du jour pour les informations en noir et blanc ainsi que les informations sur les couleurs, et peut identifier la zone du cortex visuel qui répond à la stimulation d’une région de la rétine du chien riche en cônes et semblable à la fovéa humaine. Ils ont également découvert qu’ils pouvaient utiliser l’IRMf pour mesurer le degré relatif de perte de vision de jour.

En utilisant cette technique chez des animaux atteints d’une maladie de la rétine causée par une mutation d’un gène appelé NPHP5, ils ont démontré que la thérapie d’augmentation génique rétablissait la réponse du cortex à la stimulation en noir et blanc. Cela fait de cette maladie une maladie prometteuse pour laquelle étudier le remplacement des cellules photoréceptrices comme traitement à l’avenir.

“Les modèles canins sont utiles pour étudier les maladies de la rétine car ils présentent une variété de troubles génétiques naturels. Le but ultime est d’abord de démontrer que ces troubles peuvent être traités chez les chiens avant de les traduire chez des patients humains”, explique Taskin, le premier auteur. . Gustavo Aguirre déclare : « L’espoir est que des approches thérapeutiques efficaces chez l’homme soient alors mises à la disposition des vétérinaires afin qu’elles puissent bénéficier au compagnon à quatre pattes de l’homme. »

Geoffrey Aguirre déclare : « Le but de l’étude était de voir, dans différentes versions de ces maladies rétiniennes, quelle quantité d’informations sur la vision diurne parviennent au système visuel de ces chiens. » Ces connaissances sont particulièrement utiles, dit-il, car pour déterminer si un traitement contre une maladie de la rétine a été efficace, il faut savoir dans quelle mesure la fonction visuelle était présente avant le traitement.

Beltran dit que cet article montre que la thérapie génique peut récupérer la fonction des cônes car elle examine un modèle animal sans fonction de cône et montre une amélioration. Il explique que dans la maladie provoquée par la mutation NPHP5, les cônes sont présents mais non fonctionnels. Les animaux atteints de cette maladie naissent aveugles, mais ont initialement une certaine vision nocturne, bien que les bâtonnets (photorécepteurs qui permettent la vision nocturne) meurent au bout de plusieurs mois, rendant les chiens complètement aveugles en un an.

Des recherches antérieures ont mesuré les réponses aux stimuli au moyen d’électrorétinographie et de tests de comportement visuel, qui, selon Beltran, peuvent nécessiter des semaines, voire des mois, de dressage de chiens. Geoffrey Aguirre affirme que l’utilisation de l’IRMf dans cette étude est importante car elle est plus rapide et plus facile que la mesure du comportement, et elle n’est pas invasive. Taskin note également que ni les tests de comportement visuel ni l’électrorétinographie ne fournissent de certitude quant à ce qui se passe dans le cortex visuel.

Une étude antérieure a montré que la thérapie génique rétinienne dans un type de trouble cécité appelé amaurose congénitale de Leber est associée à la restauration des réponses IRMf du cortex visuel canin, mais la nature de cette étude signifiait que les réponses en bâtonnets et en cônes auraient pu contribuer à l’activité corticale. . La nouvelle étude approfondit les connaissances sur les maladies rétiniennes en stimulant spécifiquement les cônes.

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