On se croirait presque sur un plateau de tournage de cinéma… Baptisé StreetLab, le studio immersif installé au cœur de l’Institut de la vision reproduit une rue urbaine avec ses façades, ses passages-piétons, ses potelets de signalisation ou encore ses poubelles sur le trottoir. Autant d’obstacles du quotidien que les personnes souffrant de pathologies oculaires peuvent avoir du mal à distinguer ou à éviter. « Le système d’éclairage installé au plafond permet en plus de simuler une journée fortement ensoleillée, ou au contraire le crépuscule », explique Johan Le Brun, référent technique du projet.
Un lieu unique, né en 2011 et servant à démontrer le bénéfice thérapeutique des traitements associés aux maladies de l’œil. « C’est d’ailleurs dans ce studio qu’ont été évalués les patients traités par la première thérapie génique en ophtalmologie : le Luxturna (voretigene neparvovec) », poursuit Johan Le Brun en référence au traitement de Novartis, lancé en 2018 en Europe sur deux maladies rares de l’œil. Le StreetLab n’est pourtant que l’étape finale d’un long développement.
Sur le campus de l’hôpital parisien de référence en matière d’ophtalmologie, les Quinze-Vingt, l’Institut de la vision réunit près de 300 chercheurs, cliniciens, industriels et patients. Il est aujourd’hui considéré comme un centre d’excellence mondialement reconnu pour le développement de traitements face à l’expansion des maladies de l’œil. Des pathologies qui peuvent être largement répandues comme la myopie, qui touchera près de la moitié de la population mondiale d’ici 2050, ou la dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA), première cause de malvoyance en France, après 50 ans.
Le vieillissement de la population, l’utilisation excessive des écrans ou l’augmentation exponentielle du nombre de patients diabétiques sont autant de raisons qui peuvent expliquer la croissance rapide de ces maladies oculaires. Mais l’Institut travaille également au développement de traitements contre les pathologies de l’œil rares et graves, comme la rétinite pigmentaire ou le glaucome congénital, qui peuvent entrainer la perte de la vision.
Affiner notre regard sur l’oeil
« Redonner la vue à des personnes qui l’ont perdue n’est plus une utopie », assure Serge Picaud, directeur de l’Institut de la vision. Pour comprendre les mécanismes liés à la cécité, les chercheurs tentent, tout d’abord, d’identifier les biomarqueurs et les gènes à l’origine du développement des maladies de l’œil. « On utilise ici une combinaison de technologies en liant les disciplines spécifiques de nos chercheurs – biologie, informatique, physique, mathématiques ou ingénierie – dans le but d’améliorer notre compréhension de l’activité de l’oeil », ajoute le directeur.
La rétine, qui concentre la majorité des recherches de l’Institut, est la couche la plus interne du globe oculaire. Elle est composée de plusieurs niveaux de cellules, dont les photorécepteurs, sensibles à la lumière, et les cellules ganglionnaires, qui transmettent l’information visuelle au cerveau.
Parmi les méthodes développées à l’Institut de la vision, le brainbow imaging, utilisé pour colorer les neurones d’intérêt et reconstituer le circuit neuronal activé dans le cadre d’un exercice de vision. « On est également capables aujourd’hui de rendre un œil humain complètement translucide en utilisant la technique de la transparisation, ce qui nous permet d’étudier les mécanismes des pathologies oculaires, notamment l’activité des vaisseaux sanguins pour traiter les maladies vasculaires par exemple », développe Serge Picaud.
Par ses travaux de recherche, l’Institut de la vision a abouti à plusieurs victoires, dont le développement de thérapies géniques de nouvelle génération. Des succès qui ont contribué à accroitre sa renommée et qui comptent une première mondiale, la restauration partielle de la vue d’un patient aveugle atteint de rétinite pigmentaire. « La validation de cet essai a marqué une étape importante pour l’avancée des traitements contre les maladies héréditaires », se réjouit le directeur qui espère désormais voir cette thérapie atteindre les patients.
Une prouesse rendue possible grâce à une thérapie optogénétique. Cette méthode, dont les bénéfices ont été mis en évidence via la collaboration de l’Institut de la vision, de l’hôpital des Quinze-Vingt et du Streetlab notamment, consiste à modifier génétiquement les cellules afin qu’elles produisent des protéines sensibles à la lumière. Mais si les thérapies géniques sont porteuses d’importants espoirs, elles représentent aussi un véritable défi technique pour les chercheurs.
Amener la thérapie au cœur de l’oeil
L’autorisation du Luxturna a lancé l’essor des thérapies géniques en ophtalmologie. L’approbation a ouvert aussi un marché conséquent pour les laboratoires. Alors qu’il représentait moins d’un milliard d’euros en 2019, ce marché pesait près de 25 milliards d’euros en 2024. Pourtant, il reste encore plusieurs défis à relever pour installer définitivement les thérapies géniques en ophtalmologie.
Tout d’abord, il y a la réduction du coût des traitements. « La difficulté de production associée aux thérapies géniques rend bien souvent leur prix très élevé », analyse Deniz Dalkara, directrice de recherche à l’institut de la vision. Au moment de son approbation, le Luxturna était ainsi considéré comme le traitement le plus cher au monde, avec un coût fixé à 850 00 dollars pour cette injection unique. Par ailleurs, l’efficacité reste à améliorer.
Les thérapies géniques, comme leur nom l’indique, traitent les maladies en agissant directement sur les gènes. Leur principe général consiste à introduire du matériel génétique dans les cellules ou les tissus du patient dans le but de remplacer le gène « malade » par un gène « sain », ou d’induire la production de protéines d’intérêt. Pour atteindre leur cible, les thérapies géniques nécessitent donc un transporteur.
« Un des principaux enjeux pour le développement de ces traitements est de parvenir à acheminer le médicament, c’est-à-dire le matériel génétique, jusqu’aux cellules porteuses du gène », explique Deniz Dalkara. Des cellules qui se situent souvent au niveau des photorécepteurs de la rétine. « Améliorer les vecteurs viraux permettrait d’améliorer l’efficacité des thérapies géniques en facilitant leur administration ciblée », poursuit la chercheuse. Pour tenter de trouver des vecteurs de nouvelle génération, un consortium utilisant l’intelligence artificielle, a vu le jour.
L’IA pour catalyser la mise au point de vecteurs
Il y a tout juste un an, l’Institut de la vision a démarré une collaboration avec les biotechs WhiteLab Genomics, spécialiste de l’intelligence artificielle en médecine génomique, et Adlin Science, pour la découverte de vecteurs viraux de nouvelle génération. « Notre but est d’identifier des cibles et des vecteurs plus efficaces pour la mise au point de thérapies géniques contre les maladies dégénératives ou génétiques des yeux », présente Lucia Cinque, co-fondatrice de WhiteLab Genomics.
Pour cela, la biotech a mis à disposition ses algorithmes d’IA, tandis que la plateforme d’Adlin a permis de faciliter la visualisation des données. D’une durée de trois ans, le projet est déjà parvenu à établir quatre cibles cellulaires qui concentreront les efforts de recherche dont une, reconnue comme « particulièrement intéressante pour le développement de nouveaux traitements » par l’Institut de la vision. À partir de ces cibles, l’objectif ambitieux est d’aboutir à « une liste de 5 000 à 10 000 vecteurs viraux à haut potentiel ».
Si le nombre de vecteurs analysés peut paraitre important, Lucia Cinque l’assure, « sans l’IA, il faudrait étudier près de 10 milliards de vecteurs potentiels ». Un projet qui prévoit donc d’accélérer encore, dans les prochaines années, le développement de thérapies géniques pour les maladies de l’œil. De quoi espérer voir d’autres patients parvenir à se repérer, eux aussi, dans la rue fictive de l’Institut.
