Keratos- La Biomédecine dans les pathologies de la surface oculaire et les yeux secs

Les pathologies de la surface oculaire peuvent attendre un certain nombre de bénéfices de la biomédecine, notamment dans le domaine de la cicatrisation et de la régénération cellulaire où la pharmacopée habituelle fait pâle figure. Il s'agit notamment d'accélérer la cicatrisation, améliorer le métabolisme de la surface de l'oeil voire de remplacer l'épithélium malade par des cellules saines capables de régénérer la surface oculaire.

Si vous recherchez une thérapie biomédicale spécifique, veuillez choisir le thème ou la section ci-dessous:

Le sérum autologue et autres dérivés du sang dont le sang de cordon ombilical

Le sérum sanguin ou autologue: Il s'agit d'un extrait du sang du porteur de l'oeil sec qui est ensuite administré sous forme de collyre. Il inclurait des facteurs de croissance, des vitamines et autres nutriments ayant un effet bénéfique sur la surface oculaire, et aurait ainsi des vertus thérapeutiques et cicatrisantes pour les yeux. Il est parfois utilisé pour des ulcérations cornéennes importantes mais également dans certains cas de sécheresse oculaire de façon de plus en plus fréquente. Son utilisation n'est pas encore véritablement réglementée en France bien que de nombreuses études démontrent son intérêt dans les pathologies de la surface cornéenne.

Traitement des syndromes secs graves par sérum autologue (Treating severe dry eye syndromes with autologous serum) Creuzot-Garcher C.¹; Lafontaine P.-O.¹; Brignole F.²; Pisella P.-J.³; D'Athis P.⁴; Bron A.¹; LAPIERRE V.⁵; Baudouin^2&6; ¹Service d'Ophtalmologie, CHU Dijon; ²Laboratoire de toxicologie, INSERM, Université Paris 5, France; ³Service d'Ophtalmologie, CHU Tours, ⁴Service de Biostatistiques, CHU Dijon, ⁵EFS, Besançon ⁽⁶⁾CHNO des XV-XX, Paris, FRANCE

Intérêt du sérum dans la cicatrisation de la surface oculaire et ulcères cornéens et traitements des défauts épithéliaux:

Congenital aniridia keratopathy treatment Lopez-Garcia JS, Garcia-Lozano I, Rivas L, Martinez-Garchitorena J. Arch Soc Esp Oftalmol. 2006 Aug;81(8):435-44. Review. Spanish. PMID: 16933167 [PubMed - indexed for MEDLINE]

Effects of autologous serum eye drops on corneal wound healing after superficial keratectomy in rabbits. Akyol-Salman I.Cornea. 2006 Dec;25(10):1178-81. PMID: 17172894 [PubMed - indexed for MEDLINE]

Treatment of persistent epithelial defects using autologous serum application Alvarado Valero MC, Martinez Toldos JJ, Borras Blasco J, Alminana Alminana A, Perez Ramos JM. Arch Soc Esp Oftalmol. 2004 Nov;79(11):537-42. Spanish. PMID: 15578282 [PubMed - indexed for MEDLINE]

The use of autologous serum tears in persistent corneal epithelial defects. Eye. 2004 Jun;18(6):609-14. Young AL, Cheng AC, Ng HK, Cheng LL, Leung GY, Lam DS.
PMID: 15184926 [PubMed - indexed for MEDLINE]

Sur l’intérêt du sérum en combinaison avec des lentilles pour la cicatrisation de l’épithélium:

Combination of serum eye drops with hydrogel bandage contact lenses in the treatment of persistent epithelial defects.Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 2006 Oct;244(10):1345-9. Epub 2006 Mar 17. PMID: 16544115 [PubMed - indexed for MEDLINE]

Autologous serum application in the treatment of Mooren's ulcer. Mavrakanas NA, Kiel R, Dosso AA.Klin Monatsbl Augenheilkd. 2007 Apr;224(4):300-2. PMID: 17458797 [PubMed - in process]

The use of autologous serum in the development of corneal and oral epithelial equivalents in patients with Stevens-Johnson syndrome.Invest Ophthalmol Vis Sci. 2006 Mar;47(3):909-16. PMID: 16505023 [PubMed - indexed for MEDLINE]

Neurotrophic keratopathy--a post-LASIK case report Fuchsluger TA, Steuhl KP, Meller D. Klin Monatsbl Augenheilkd. 2005 Nov;222(11):901-4. German. PMID: 16308823 [PubMed - indexed for MEDLINE]

LASIK and dry eye. Toda I Compr Ophthalmol Update. 2007 Mar-Apr;8(2):79-85. PMID: 17540125

Autologous serum application in the treatment of neurotrophic keratopathy. Matsumoto Y, Dogru M, Goto E, Ohashi Y, Kojima T, Ishida R, Tsubota K. Ophthalmology. 2004 Jun;111(6):1115-20. PMID: 15177961 [PubMed - indexed for MEDLINE]

Autologous serum eye drops for the treatment of severe dry eye in patients with chronic graft-versus-host disease. Ogawa Y, Okamoto S, Mori T, Yamada M, Mashima Y, Watanabe R, Kuwana M, Tsubota K, Ikeda Y, Oguchi Y.Bone Marrow Transplant. 2003 Apr;31(7):579-83. PMID: 12692625 [PubMed - indexed for MEDLINE

Sur une substance extraite du sérum, l’albumine puis sur le plasma enrichi de plaquettes et leur intérêt dans la sécheresse oculaire :

Albumin rescues ocular epithelial cells from cell death in dry eye. Higuchi A, Ueno R, Shimmura S, Suematsu M, Dogru M, Tsubota K. Curr Eye Res. 2007 Feb;32(2):83-8. PMID: 17364740 [PubMed - indexed for MEDLINE]

Symptomatic Dry Eye Treatment with Autologous Platelet-Rich Plasma. Alio JL, Colecha JR, Pastor S, Rodriguez A, Artola A. Ophthalmic Res. 2007 Mar 19;39(3):124-129 PMID: 17374962 [PubMed - as supplied by publisher]

Use of Autologous Platelet-Rich Plasma in the Treatment of Dormant Corneal Ulcers. Alio JL, Abad M, Artola A, Rodriguez-Prats JL, Pastor S, Ruolz-Montchal J. Department of Cornea and Refractive Surgery, VISSUM, Instituto Oftalmológico de Alicante; School of Medicine, Miguel Hernandez University, Alicante, Spain Ophthalmology. 2007 Feb 23 PMID: 17324465.

Sur l’utilité du sérum autologue dans la sécheresse oculaire après un LASIK

Autologous serum eye drops for dry eye after LASIK. Noda-Tsuruya T, Asano-Kato N, Toda I, Tsubota K.J Refract Surg. 2006 Jan-Feb;22(1):61-6. PMID: 16447938 [PubMed - indexed for MEDLINE]

Comparaison avec la thérapie conventionnelle de l’oeil sec: supériorité du sérum autologue

Comparison of autologous serum eye drops with conventional therapy in a randomised controlled crossover trial for ocular surface disease.
Br J Ophthalmol. 2004 May;88(5):647-52. PMID: 15090417 [PubMed - indexed for MEDLINE]

Comparaison entre l’acide hyaluronique et le sérum autologue démontrant l’efficacité supérieure de ce dernier

[Autologous serum versus hyaluronic acid eye drops for the treatment of corneal erosions after vitrectomy in diabetic patients. A prospective randomized study] Schulze S, Sekundo W, Kroll P. Ophthalmologe. 2005 Sep;102(9):863-8. German. PMID: 15821920 [PubMed - indexed for MEDLINE]

The effect of autologous serum eyedrops in the treatment of severe dry eye disease: a prospective randomized case-control study. Kojima T, Ishida R, Dogru M, Goto E, Matsumoto Y, Kaido M, Tsubota K. Am J Ophthalmol. 2005 Feb;139(2):242-6. PMID: 15733983 [PubMed - indexed for MEDLINE]

Quelques comparaisons entre le sérum autologue et le sérum extrait de sang de cordon ombilical ont démontré l’efficacité supérieure de ce dernier:

Comparison of Autologous Serum and Umbilical Cord Serum Eye Drops for Dry Eye Syndrome. Yoon KC, Heo H, Im SK, You IC, Kim YH, Park YG. Am J Ophthalmol. 2007 May 8; PMID: 17493572 [PubMed - as supplied by publisher]

Evaluation of umbilical cord serum therapy for persistent corneal epithelial defects. Br J Ophthalmol. 2003 Nov;87(11):1312-6. Vajpayee RB, Mukerji N, Tandon R, Sharma N, Pandey RM, Biswas NR, Malhotra N, Melki SA. PMID: 14609821 [PubMed - indexed for MEDLINE]

Les greffes biomédicales et autres dispositifs pour la cicatrisation cornéenne

Les membranes amniotiques: La membrane amniotique est extraite du placenta après la naissance par césarienne d'un enfant en bonne santé avec le consentement de la mère. Il s'agit donc d'un tissu humain ayant des propriétés cicatrisantes, anti-inflammatoires, comportant des facteurs de croissance et autres substances nutritives et ayant peu de risques de rejet immunitaires. La réglementation applicable est celle des greffes de cornée. Elle est destinée à des pathologies de la surface oculaire, inflammatoires et/ou troubles de la cicatrisation importants notamment pour des ulcères de cornées conséquents voire des cornées opaques. Il permet d'éviter une greffe de cornée dans certaines situations: notamment quand celle-ci comporte des risques importants ou est vouée à l'échec du fait de la nature de la pathologie (notamment néovascularisation ; lorsque les cicatrices cornéennes ne sont pas trop profondes (dans un tel cas, seule la greffe de cornée artificielle pourrait permettre de recouvrer la vision). La membrane amniotique est suturé sur l'oeil après le retrait de l'épithélium malade ou opaque. Les indications principales sont donc: les ulcères (aseptiques, du fait de brûlures, séquelles d'infections traitées, anesthésies de la cornée/neurotrophique, défauts épithéliaux persistants) ne réagissant pas à un traitement classique, les destructions sévères de la surface de la cornée (brûlures par acide et par base, syndromes de Lyell & Stevens-Johnson, pemphigoïde bulleuse, etc). Il ne s'agit pas à vrai dire d'un traitement récent car il a été utilisé dès les années 40, mais il a subit une réelle impulsion avec notamment le Dr. Tseng aux USA durant les années 90. Elles sont pratiquées en France depuis 1999. Elles sont parfois pratiquées en combinaison avec une greffe classique pour favoriser la réussite de celle-ci et notamment les processus de cicatrisation.

La greffe de membrane amniotique dans les pathologies oculaires de surface, Muraine M, Descargues G, Franck O, Villeroy F, Toubeau D, Menguy E, Martin J, Brasseur G. Service d'ophtalmologie, Hopital Charles Nicolle, Rouen, France, Journal Français Ophtalmol 2001 Oct; 24(8):798-812: http://www.chu-rouen.fr/drrc/pub/pub0203.html

Advantages of amniotic membrane transplantation in eye surface diseases. Muraine M, Gueudry J, Toubeau D, Gardea E, Verspyck E, Menguy E, Brasseur G.Service d'Ophtalmologie, Hôpital Charles Nicolle, Rouen. J Fr Ophtalmol. 2006 Nov;29(9):1070-83.

Sur l'utilisation efficace de la M.A. dans les ulcères neurotrophiques sévères - Amniotic membrane transplantation for severe neurotrophic corneal ulcers, Hong-Jeng Chen^a, Renato T F Pires^a, Scheffer C G Tseng^a ^ba Ocular Surface and Tear Center, Department of Ophthalmology, Bascom Palmer Eye Institute, ^b Department of Cell Biology and Anatomy, University of Miami School of Medicine, Miami, Florida, USA, Bristish Journal Ophthalmol 2000;84:826-833 (Août). Lien: http://bjo.bmj.com/cgi/content/abstract/84/8/826

Amniotic membrane transplantation for the management of corneal epithelial defects: An in vivo confocal microscopic study. Nubile M, Dua HS, Lanzini M, Carpineto P, Ciancaglini M, Toto L, Mastropasqua L. Ophthalmology Clinic, University "G. d'Annunzio" of Chieti-Pescara, Italy, Br J Ophthalmol. 2007 Jun 21PMID: 17584997

Une étude portant sur 43% d'ulcères neurotrophiques - Surgical management of nontraumatic corneal perforations: an 8-year retrospective study, Vasseneix C, Toubeau D, Brasseur G, Muraine M, Service d'Ophtalmologie, Hôpital Charles Nicolle, Rouen, France.J Fr Ophtalmol. 2006 Sep;29(7):751-62, PMID: 16988625

Extraits de membrane amniotique pour favoriser la cicatrisation sans intervention invasive

Prokera: Il s'agit "pour simplifier" de la combinaison d'une lentille (plutôt sclérale) contenant de la membrane amniotique à poser sur les ulcères cornéens, défauts épithéliaux persistants ou autres troubles de la cicatrisation produit par un laboratoire de Biomédecine américain associé au Dr. Tseng. Cette solution semble intéressante puisqu'elle n'est pas invasive comme le sont les greffes de membrane amniotique et car elle permet des contrôles fréquents par un retrait de la lentille cicatrisante. Il s'agit d'une solution méconnue en France et qui suppose une chaîne du froid complexe. Espérons que de telles initiatives se généraliseront ailleurs qu'aux Etats-Unis. Voici l'insert explicatif en format PDF: ProKera

Application of newly developed amniotic membrane ointment for photorefractive keratectomy in rabbits. Kim TH, Lee DY, Rho JH, Rho SH, Yoo KW, Ahn HB, Yoo YH, Park WC. Department of Anatomy and Cell Biology, BK21 program, Dong-A University College of Medicine and Medical Science Research Center, Busan, South Korea. Ophthalmic Res. 2006;38(2):58-61. Epub 2005 Dec 15. PMID: 16357491.

Autologous serum platelet gel effective in healing neurotrophic corneal ulcers, Dr Koffler, author: Devon Schuyler, Cornea and External Eye Disease, April 2007.

Les cellules souche sont des cellules indifférenciés capable de se renouveler (en d'autres cellules-souches) d'une part ou alors de devenir cellules spécialisée, c'est-à-dire qu'elles peuvent devenir n'importe quel type de cellule du corps humaine notamment des cellules cornéennes. Ainsi, la thérapie par cellules souches a des applications intéressantes pour régénérer tissus et organes et l'oeil n'échappe pas à la règle.

Leur source: les cellules souche peuvent être embryonnaires ou adultes. Dans le premier cas, cela suppose l'utilisation et en principe la destruction de l'embryon issu de la fécondation in vitro. Récemment une équipe a pu modifier le protocole de production pour qu'il n'y ait pas de destruction de l'embryon ce qui a toujours entraîné des polémiques religieuses/morales/politiques freinant une recherche dont les applications pour limiter les souffrances de malades pourraient être énormes. Ces cellules sont alors cultivés pour servir dans de nombreuses applications. Dans le cas de cellules souche adultes, celles-ci sont présentes dans de nombreux tissues mais leur capacité différentiation peut être plus ou moins limitée.

Il en existe de plusieurs sortes: unipotentes, multipotentes, pluripotentes et totipotentes selon ses capacités de différenciation.

Le but ces thérapies et de réduire le déficit en cellules souche conjonctivales et cornéennes présentes dans diverses maladies de la surface oculaire.

Le concept est né au cours de années 70 mais n'a réellement été mis en pratique au cours de la dernière décennie.

Les cellules souches adultes de la cornée proviennent du limbe dans un mouvement essentiellement centripète qui permet de régénérer le tissu cornéen. C'est pour cela que le limbe est l'une des sources les plus évidentes pour ces thérapies, que ce soit pour une allogreffe (cellules d'un autre donneur: d'un proche ou issues d'un cadavre) ou d'une autogreffe ou greffe autologue (cellules issues du receveur lui même notamment d'un œil sain si celui-ci existe). La transplantation peut s'effectuer en retirant une portion significative de tissus du limbe, mais récemment à cause des inconvénients évidents de cette méthode, la culture de cellules en nombre suffisant peut être réalisée avant la greffe. La seconde méthode limite le risque de créer une déficience limbique sur l'oeil prélevé s'il s'agit par exemple d'un donneur vivant ou de l'oeil controlatéral sain. Pour cultiver ces cellules, cela suppose donc qu'il y ait au moins quelques cellules souches saines particulièrement dans le cas d'une autogreffe de cellules limbiques sur l'un des 2 yeux du donneur et receveur à la fois).

Kenyon KR, Tseng SC. Limbal autograft transplantation for ocular surface disorders. Ophthalmology. 1989 May;96(5):709–723.

Tan DT, Ficker LA, Buckley RJ. Limbal transplantation. Ophthalmology. 1996 Jan;103(1):29–36.

Allo-limbal transplantation in patients with limbal stem cell deficiency, Harminder S Dua, Augusto Azuara-Blanco, Department of Ophthalmology, Queen's Medical Centre, University Hospital, Nottingham, Br J Ophthalmol 1999;83:414-419 ( April ).

Les méthodes ont évolué depuis 1989 et de nombreuses études s'intéressent à des méthodes de culture des cellules souches dans du sérum autologue ou sur un substrat de membrane amniotique qui semblent donner de meilleurs résultats et offrir un meuilleur pronostic aux patients:

Technique of cultivating limbal derived corneal epithelium on human amniotic membrane for clinical transplantation. Fatima A, Sangwan VS, Iftekhar G, Reddy P, Matalia H, Balasubramanian D, Vemuganti GK.J Postgrad Med. 2006 Oct-Dec;52(4):257-61.

Autres sources de cellules souches, les muqueuses conjonctivales, orales, nasales et rectales:

Establishment of a cultivated human conjunctival epithelium as an alternative tissue source for autologous corneal epithelial transplantation. Tanioka H, Kawasaki S, Yamasaki K, Ang LP, Koizumi N, Nakamura T, Yokoi N, Komuro A, Inatomi T, Kinoshita S.Invest Ophthalmol Vis Sci. 2006 Sep;47(9):3820-7.

Concernant l'utilisation de muqueuses orales pour la reconstruction de la surface oculaire. Assez souvent il s'agit ici de cultiver les cellules de muqueuses orales pour ensuite les greffer et éventuellement effectuer une greffe dans de meilleures conditions pour la survie de cette dernière dans des pathologies sévères de la surface oculaire. :

Current concepts and challenges in ocular surface reconstruction using cultivated mucosal epithelial transplantation, Inatomi T, Nakamura T, Koizumi N, Sotozono C, Kinoshita S, Department of Ophthalmology, Kyoto Prefectural University of Medicine, Kyoto, Japan. Cornea 2005 Nov;24(8 Suppl):S32-S38.

Autologous serum-derived cultivated oral epithelial transplants for severe ocular surface disease. Ang LP, Nakamura T, Inatomi T, Sotozono C, Koizumi N, Yokoi N, Kinoshita S.Department of Ophthalmology, Kyoto Prefectural University of Medicine, and Research Center for Regenerative Medicine, Doshisha University, Kyoto, Japan. Arch Ophthalmol. 2006 Nov;124(11):1543-51.

Ocular surface reconstruction with combination of cultivated autologous oral mucosal epithelial transplantation and penetrating keratoplasty. Inatomi T, Nakamura T, Kojyo M, Koizumi N, Sotozono C, Kinoshita S. Department of Ophthalmology, Kyoto Prefectural University of Medicine, Hirokoji, Kyoto, Japan. Am J Ophthalmol. 2006 Nov;142(5):757-64. Epub 2006 Sep 20.

Phenotypic investigation of human eyes with transplanted autologous cultivated oral mucosal epithelial sheets for severe ocular surface diseases. Nakamura T, Inatomi T, Cooper LJ, Rigby H, Fullwood NJ, Kinoshita S. Department of Ophthalmology, Kyoto Prefectural University of Medicine, Graduate School of Medicine, Kyoto, Japan. Ophthalmology. 2007 Jun;114(6):1080-8. Epub 2007 Feb 1

Autologous transplantation of nasal mucosa after severe chemical and thermal eye burns. Kuckelkorn R, Schrage N, Redbrake C, Kottek A, Reim M. Department of Ophthalmology, Faculty of Medicine, Rheinish-Westfälische Technische Hochschule (RWTH) Aachen, Germany. Acta Ophthalmol Scand. 1996 Oct;74(5):442-8.

Concernant la muqueuse rectale qui selon les auteurs ci-dessous serait plus proche de la muqueuse conjonctivale que les autres muqueuse utilisées comme la muqueuse orale (voir ci-dessus) et nasale. Il semblerait que les glands mucipares de la muqueuse rectale ait l'avantage de sécréter plus de mucines.

Mahatme VH. Rectal mucous membrane graft for dry eye syndrome. Indian J Ophthalmol 1999;47:129-131

La transplantation de glandes salivaires est proposée de puis un certain nombre d'années comme traitement des déficiences des glandes lacrymales. Leur sécrétion est proche des glandes lacrymales mais n'est pas identique. Cette intervention est possible lorsque les glandes salivaires sont en bon état (ce qui exclue par exemple les Syndromes de Sjögren ou lorsque que la cause des yeux secs touche également les glandes lacrymales - neuropathies). Les glandes prélevées sont en principe issues de la muqueuse de la lèvre inférieure, mais le greffon a déjà été réalisé avec une glande proche de la gorge. Le premier à décrire cette procédure fut J. Murube, en Espagne, mais d'autres technique ont été développées notamment par P. Raus en Belgique.

Labial Salivary Gland Transplantation in Severe Dry Eye, Murube Juan et al. Operative Techniques in Oculolastic Orbital and Reconstructive Surgery Vol.1, n° 2 Dec. 1998: 104-110

Radiosurgery aids in Salivary Gland Transplants for Severe Dry Eye, Raus P, Ocular Surgery News Vol.21, n°24 Dec.15 2003: 16-18

Transplante de Glândulas Salivares Labiais no Tratamiento do Olho Seco Grave, Carneiro Soares Eduardo J. and Perez França Valênio, Arq. Bras.Oftalmol. Vol.68 n°4 Sâo Paolo, July/Aug. 2005.