Traitement des dystrophies rétiniennes: artificielle

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1 Traitement des dystrophies rétiniennes: r la rétine r artificielle JL Guyomard, S Picaud, JF Charlin, JA Sahel INSERM U592 CHNO Quinze-Vingt CHU Rennes

2 Anatomie fonctionnelle

3 Les dégénérescences des photorécepteurs: la DMLA Première cause de cécité dans les pays industrialisés: santé publique en France: soit 2% de la population estimations basses: 8 millions de cas mondiaux fréquence augmente avec l âge: 25% à partir de 80 ans Incidence: augmentation de 30-40% ces 40 dernières années

4 3 stades de DMLA Précurseur = maculopathie liée à l âge: petits drusens et altérations mineures de l épithélium pigmentaire Décompensation: atrophie (sèche) ou exsudative (humide) cicatriciel

5 Forme atrophique: 85% des cas de DMLA

6 Les dégénérescences des photorécepteurs: Les rétinites pigmentaires Incidence: 1/4000 naissances Prévalence mondiale: 1,5 millions Forme la plus fréquente: atrophie des bâtonnets Cécité légale vers 40 ans avec CV central de moins de 20 Formes cliniques nombreuses et mutations génétiques nombreuses (au moins 39)

7 Analyse morphologique post-mortem de stades avancés de RP Photorécepteurs: 4,9% Cellules bipolaires: 78,4% Cellules ganglionnaires: 29,7%

8 Analyse morphologique post-mortem de stades avancés de DMLA DMLA atrophique: pas de différences significatives entre le groupe DMLA et le groupe contrôle pour la couche nucléaire interne DMLA exsudative: 93% de conservation des cellules ganglionnaires

9 Justification du projet: en cas de dégénérescence des photorécepteurs, les autres cellules de la rétine persistent!"#$%!

10 Un peu d histoire Foerster en 1929, neurochirurgien allemand: stimulation électrique du cortex occipital Brindley et Lewin en 1968: implantation chronique de 80 électrodes à la surface du cortex visuel Potts en 1968: production de phosphènes chez patients aveugles par stimulations électriques de la rétine (DMLA et RP) Humayun en 1999: stimulation «per-opératoire» de la surface rétinienne: localisation de phosphènes et détection grossière de lettres

11 Stimulation électrique per-opératoire (Humayun 1999)

12 Première implantation «chronique» épi-rétinienne en 2002 Hômme de 74 ans RP liée à l X Aveugle de l œil droit depuis 50 ans

13 Résultats (Humayun 2003) Perception de la lumière allumée/éteinte Perception de mouvements d objets à 40 cm Bonne stabilité et tolérance (suivi de 10 semaines)

14 Projet Second Sight (Humayun 2007) 6 patients implantés (RP) Distinction lumière, tasse, cuillère Mouvements de lumière

15 L approche sous-rétinienne 1 essai chez l homme: Chow (Optobionics) en 2000 the «Artificial Silicon Retina» Microphotodiodes «passives»: 5000 électrodes solaires Pas de dispositifs externes

16 Artificial Silicon Retina 30 patients implantés Pas de résultats objectifs

17 Actuellement 5 équipes ont implanté des implants chez des patients Une sixième équipe dans les 2 années à venir 23 dispositifs d implants en cours de développement Doublement du nombre des projets en 4 ans

18 Comment déterminer le design et la localisation rétinienne des implants? Les études psychophysiques

19 Nombre d électrodes par implant: études psychophysiques

20 Nombre d électrodes par implant: études psychophysiques Locomotion: 625 pixels soit une mosaïque de 25x25 Identification des visages: moins de pixels

21 La lecture (Sommerhalder et al, 2003) Matériels et méthodes:

22 Résultats: La lecture (Sommerhalder et al, 2003,2004)

23 Résultats: La lecture (Sommerhalder et al, 2003,2004) Mot de 4 lettres: fenêtre visuelle de 3,5 x 10 à 15 d excentricité, 286 pixels: taux de succès entre 60-70% Textes complexes: Fenêtre visuelle de 7 x 10 pour 572 pixels Lecture correcte à 90% Limite inférieure sur une prothèse rétinienne: 600 pixels (1 pixel = 1 carré de 100µ de côté)

24 Limites des études actuelles sur les prothèses rétiniennes Tests sur des animaux normaux Pas de prise en compte des phénomènes dégénératifs (seuil de stimulation plus haut chez patients avec rétine dystrophique) Seuils de toxicité des stimulations électriques non testés

25 Rétine artificielle: chirurgie, biocompatibilité et impédance des implants sous-rétiniens chez le rat P23H JL Guyomard ab, P Linderhom c, J Salzman d, M Simonutti a, M Paques ae, P Renaud c, JA Sahel ae, S Picaud a a- Laboratoire de physiopathologie cellulaire et moléculaire de la rétine, INSERM U-592 b- Service d ophtalmologie du CHU de Rennes c- Microsystems Unit. Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne d- Service d ophtalmologie, Hôpitaux universitaires de Genève (HUG) e- Fondation Ophtalmologique A. de Rothschild

26 Faisabilité de la technique chirurgicale #! " #!! $ %!& '!(&$ ) *!$+, ' *

27 Suivi optique de l implant

28 Suivi optique de l implant

29 Suivi optique de l implant

30 Suivi optique de l implant

31 Suivi optique de l implant

32 Suivi optique de l implant

33 Le connecteur crânien permet d étudier, par la mesure des résistances, l interface implant-rétine Z Frequency (Hz) -100 theta Analyseur d impédance industriel «LCR meter» Données analysées avec Z-View Spectre d impédance (10 Hz-1 MHz) mesuré pour chaque paire d électrode Enregistrements post-opératoires puis hebdomadaires Frequency (Hz) 3 mesures d impédance d une seule électrode à temps 0 (ligne noire), 15 mn (ligne rouge) et 60 mn (ligne verte)

34 Les impédances d une même électrode varient sensiblement durant les 30 premiers jours Mesures d impédance de la même paire d électrodes in vivo. La courbe noire: enregistrement à J0. La courbe rouge: enregistrement à J2. La courbe bleue: enregistrement à J20. Évolution de l impédance durant les 80 premiers jours, en cas de fibrose rétinienne minime à modérée autour de l implant

35 Corrélation entre l impédance et le niveau de fibrose rétinienne Une corrélation est établie entre le niveau de fibrose et l impédance des tissus Évolution de l impédance durant les 80 premiers jours en cas d implantation vitréenne ou de fibrose rétinienne sévère

36 Conclusion le 20 siècle a vu le développement des implants cochléaires le 21 siècle connaitra la rétine artificielle en pratique quotidienne Actuellement en Europe: essai clinique «Second Sight» merci de votre attention

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