Optogénétique : soigner en «allumant» les neurones

Dossier réalisé en partenariat

avec Science&Santé

le magazine de l'Inserm

Née au milieu des années 2000, l’optogénétique consiste à insérer un gène dans des neurones pour les rendre sensibles à la lumière. Objectif : activer ou inhiber certaines fonctions des cellules lorsque celles-ci sont éclairées. L’insertion du gène s’effectue à l’aide d’un virus adéno-associé, non pathogène et ne suscitant pas de réaction immunitaire importante.

Traiter la rétinite pigmentaire

Ce nouveau champ de recherche se révèle être une voie prometteuse, notamment pour le traitement de certaines maladies dégénératives rétiniennes, comme la rétinite pigmentaire. Dans ces cas, les cellules photosensibles que sont les cônes et les bâtonnets perdent peu à peu leur faculté de réagir à la lumière, ce qui conduit à une cécité totale. L’idée est donc d’insérer le gène d’une bactérie qui exprime une protéine permettant de rendre les cônes déficients à nouveau photosensibles et, ainsi, restaurer partiellement la vision.
Des recherches menées dans différents laboratoires ont donné des résultats encourageants, notamment sur des souris aveugles, jusqu’à leur rendre la capacité à détecter des mouvements et des contrastes, et de naviguer en fonction de la lumière. Deniz Dalkara, de l’Institut de la vision à Paris, annonce, quant à elle, que les premiers résultats de travaux utilisant cette stratégie sur des macaques se sont révélés également très prometteurs. La chercheuse tempère toutefois : « Le gène du micro-organisme sert de raccourci à la lumière. Il répond à celle-ci en exprimant une seule protéine, là où notre organisme, fruit d’une longue évolution, présente une réponse beaucoup plus complexe. » Selon elle, l’optogénétique est aujourd’hui une prothèse qui permet seulement de restituer des images sans couleur, nécessite beaucoup de luminosité et présente une moindre définition. Pour le moment…

Des TOC au diabète

Restaurer la vision n’est cependant pas l’unique opportunité qu’offre l’optogénétique. En 2013, Éric Burguière, neurobiologiste de l’Institut du cerveau et de la moelle épinière à Paris, qui travaille sur les troubles obsessionnels compulsifs (TOC), a publié les résultats d’une étude menée sur un modèle murin. Grâce à une stratégie d’optogénétique, lui et son équipe sont parvenus à inhiber les comportements compulsifs des souris, par des stimulations lumineuses. Ils ont ainsi validé une de leurs hypothèses, à savoir que la cause de ces comportements, caractéristiques des TOC, est due à un déficit d’inhibition comportementale. Pour le chercheur, l’optogénétique est un formidable outil de compréhension des mécanismes biologiques. Il a d’ailleurs également été utilisé dans d’autres laboratoires pour identifier les cellules en jeu dans la maladie de Parkinson, le diabète ou encore le contrôle de l’activité cardiaque.

En sus des problèmes éthiques et scientifiques que pose la modification du génome, reste la problématique technique de l’apport de lumière, encore invasive. Sur ce sujet, des chercheurs s’activent. Une équipe coréenne a mis au point un implant composé d’un hydrogel qui permet de véhiculer la lumière à l’intérieur du corps d’une souris. Toutes ces recherches sont encore loin d’aboutir à des traitements pour les humains mais, avec ses dix ans d’existence seulement, cette discipline récente laisse déjà entrevoir de l’espoir dans bien des domaines médicaux.

Pascal Nguyên

Science&Santé, le magazine de l'Inserm