Activer une fonction biologique en appuyant sur un interrupteur, et la désactiver instantanément en procédant de même : vu comme ça, l’optogénétique, ce n’est pas si compliqué ! Évidemment, cette technique, qui associe thérapie génique et ondes lumineuses, demande en fait beaucoup d’effort pour être mise en œuvre. Elle vient néanmoins de permettre à un patient atteint de cécité de recouvrer partiellement la vue… Une première médicale !
Concrètement, l’optogénétique consiste à introduire dans une cellule un gène qui code pour une protéine photosensible, laquelle va s’activer lorsqu’on l’éclaire avec une lumière spécifique. Comme il est possible d’utiliser des faisceaux lumineux extrêmement fins ou beaucoup plus larges, la technique permet d’activer la protéine d’intérêt aussi bien dans une zone particulière d’une cellule que dans un organe tout entier. Par ailleurs, lorsque la lumière s’éteint, la protéine cesse presque immédiatement d’être active : ce système est d’une grande réactivité !
- Transfert du gène d’une protéine photosensible dans le noyau une cellule
Sans lumière, la protéine codée reste inactive. - Activation de la protéine photosensible par la lumière
Lorsque la cellule est illuminée, la protéine photosensible est activée.
Développée depuis 2006, la technique est essentiellement utilisée pour des recherches fondamentales. Comme elle permet notamment d’activer ou d’inhiber des neurones, elle sert par exemple à des équipes qui étudient les circuits neuronaux impliqués dans des pathologies telles que la maladie de Parkinson ou les TOC. Mais depuis quelques années, des chercheurs développent son application en médecine. Et il faut bien avouer que c’est complexe : traiter un patient par optogénétique nécessite en premier lieu une étape de thérapie génique, pour introduire le gène de la protéine photosensible dans les cellules à traiter. Par ailleurs, elle ne peut aujourd’hui concerner que des maladies qui affectent des tissus que l’on peut illuminer « de l’extérieur ».
Malgré ces difficultés, un premier succès vient d’être obtenu : un homme a partiellement retrouvé la vue grâce à cette approche. Il souffrait d’une cécité liée à la dégénérescence des récepteurs à la lumière initialement présents dans sa rétine (rétinopathie pigmentaire à un stade avancé). Le gène d’une protéine sensible à la lumière « ambrée » a été introduit dans des cellules qui siègent au fond de son œil, les transformant en photorécepteurs fonctionnels. Le patient a en outre été équipé de lunettes qui convertissent ce qui est devant lui en images rouge orangé d’intensité lumineuse augmentée. Lorsqu’il les chausse, ses cellules rétiniennes modifiées sont activées par les signaux lumineux et transmettent l’information reçue au cortex visuel, comme de vrais photorécepteurs. À l’issue d’une période d’adaptation et d’apprentissage de plusieurs mois, ce dispositif lui permet désormais de discerner les contours des objets environnants, une prouesse !
Pour en savoir plus sur cette première médicale, lire le communiqué de presse.
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