Les cellules souches de l’épithélium cornéen se trouvent dans le limbe, la jonction entre la cornée et la conjonctive. Les palissades de Vogt (POV) du limbe servent de niche (microenvironnement) pour les cellules souches, maintenant l’homéostasie de l’épithélium cornéen.
Lorsque ces cellules souches limbiques sont largement endommagées, un déficit en cellules souches limbiques (LSCD) se produit. Dans le LSCD, la régénération de l’épithélium cornéen devient impossible et l’épithélium conjonctival envahit la surface cornéenne (conjonctivalisation) 4). En conséquence, une opacité cornéenne, une néovascularisation superficielle et une déficience visuelle progressent.
La greffe de cornée conventionnelle est inefficace dans le LSCD, car la surface du greffon se reconjonctivalise et échoue 3). Par conséquent, une reconstruction de la surface oculaire est nécessaire pour reconstituer les cellules souches épithéliales cornéennes normales et stabiliser la surface oculaire.
L’objectif de la reconstruction n’est pas la récupération de la vision mais la stabilisation de la surface oculaire. Si une opacité du stroma cornéen persiste, une greffe de cornée totale (PKP) ou une greffe lamellaire profonde (DALK) est réalisée en deux étapes après stabilisation de la surface oculaire.
QÀ quels patients la reconstruction de la surface oculaire est-elle indiquée ?
A
Les patients cibles sont ceux dont les cellules souches du limbe cornéen sont largement endommagées, avec invasion de l’épithélium conjonctival sur la cornée. Les causes typiques incluent les brûlures chimiques, le syndrome de Stevens-Johnson, la pemphigoïde oculaire et l’aniridie. Dans les cas légers où l’invasion conjonctivale est limitée à la périphérie, une observation est d’abord effectuée.
Image de reconstruction de la surface oculaire externe
Anja Viestenz, Christiane Kesper, Thomas Hammer, Joana Heinzelmann, et al. ALT (allogeneic limbal transplantation): a new surgical technique for limbal stem cell deficiency 2022 Aug 19 Int Ophthalmol. 2022 Aug 19; 42(12):3749-3762 Figure 3. PMCID: PMC9617846. License: CC BY.
a : avant l’opération, opacité cornéenne totale et surface irrégulière sévère. b à d : après reconstruction, amélioration de la transparence cornéenne, greffon près du limbe et sutures visibles.
Les causes de la LSCD sont multiples, mais les brûlures chimiques sont les plus fréquentes. Dans une revue systématique des greffes de limbe autologue, 88 % des yeux concernés présentaient des brûlures chimiques3).
Les principales causes sont énumérées ci-dessous.
Brûlures chimiques (alcali, acide) : cause la plus fréquente. Les alcalis pénètrent profondément en augmentant le pH et détruisent largement les cellules souches limbiques4). Surviennent souvent sur le lieu de travail et touchent davantage les personnes à faible revenu4).
Brûlures thermiques : coagulation thermique de la cornée due à des métaux chauds, des flammes, etc.
C’est la méthode de diagnostic la plus fondamentale. On évalue la disparition de la POV, l’étendue de la conjonctivalisation et le degré de néovascularisation superficielle. Normalement, la POV est facilement observable au niveau du limbe supérieur et inférieur, mais peut être difficile à observer chez les enfants de moins de 10 ans et les adultes de plus de 70 ans.
Prélèvement de cellules de la surface cornéenne pour immunocoloration. La disparition de la cytokératine 3 (CK3)/CK12, marqueurs de l’épithélium cornéen, et l’expression de CK13/MUC5AC, marqueurs de l’épithélium conjonctival, sont utiles pour le diagnostic définitif de la LSCD1).
Tomographie par cohérence optique du segment antérieur (AS-OCT)
Permet d’évaluer de manière non invasive l’épaisseur et les modifications structurelles de l’épithélium cornéen. Les zones conjonctivalisées présentent un motif de réflexion différent de celui de l’épithélium cornéen normal.
Permet d’observer au niveau cellulaire les structures POV et la morphologie des cellules basales. Utile également pour différencier l’épithélium cornéen de l’épithélium conjonctival, mais l’équipement n’est disponible que dans des établissements limités.
Le choix du traitement diffère considérablement selon qu’il s’agit d’une atteinte unilatérale ou bilatérale. Dans la LSCD unilatérale, du tissu autologue peut être prélevé sur le limbe de l’œil sain, mais dans la LSCD bilatérale, le tissu limbique autologue n’étant pas disponible, on utilise des sources cellulaires alternatives comme l’épithélium muqueux buccal.
Analyse de 22 séries de cas de CLAu (1023 yeux), 4 études SLET (253 yeux), 8 études CLET (581 yeux). 88 % des cas de CLAu et plus de 90 % des cas de SLET/CLET étaient des brûlures chimiques. Le SLET et le CLAu ont montré un taux de succès anatomique significativement plus élevé que le CLET. 3)
Mazumdar et al. ont rapporté un cas de LSCD unilatéral dû à une brûlure alcaline traité par SLET et autogreffe conjonctivale en une seule étape. 2)
Homme de 24 ans, LSCD stade III après brûlure alcaline. La réépithélialisation cornéenne était complète à 24 jours postopératoires, et la meilleure acuité visuelle corrigée (MAVC) de 6/12p a été atteinte à 24 mois de suivi. L’avantage de la réparation simultanée du défaut conjonctival et de la reconstruction limbique en une seule étape a été démontré. 2)
Si une opacité du stroma cornéen persiste après la reconstruction de la surface oculaire, une greffe de cornée totale ou une DALK est ajoutée. La DALK est préférable pour éviter le rejet endothélial. Une administration à long terme d’immunosuppresseurs (ciclosporine, tacrolimus) peut être nécessaire.
QPourquoi le traitement diffère-t-il entre les formes unilatérale et bilatérale ?
A
Dans les cas unilatéraux, les cellules souches épithéliales cornéennes peuvent être prélevées sur le limbe de l’œil sain controlatéral. Dans les cas bilatéraux, le limbe étant endommagé des deux côtés, il est impossible de prélever ces cellules. On choisit alors une greffe cultivée utilisant une source cellulaire alternative, comme l’épithélium buccal (COMET).
QCombien de temps après la chirurgie la vision s'améliore-t-elle ?
A
L’objectif principal de la reconstruction de la surface oculaire est de stabiliser celle-ci, et ne garantit pas une récupération directe de la vision. En cas d’opacité du stroma cornéen, un traitement en deux étapes est nécessaire, incluant une greffe de cornée après reconstruction. L’amélioration de la vision peut prendre de plusieurs mois à plus d’un an.
Les cellules souches épithéliales cornéennes résident dans les POV de la couche basale du limbe. Les POV sont constitués de projections papillaires du stroma, richement vascularisées et innervées. Ce microenvironnement (niche) régule l’auto-renouvellement et la différenciation des cellules souches.
Les cellules souches se renouvellent par division asymétrique tout en produisant des cellules transitoires amplificatrices (TAC). Les TAC migrent vers le centre de la cornée en se divisant et se différenciant, pour finalement devenir des cellules épithéliales cornéennes qui se détachent de la surface.
Lorsque les cellules souches limbiques sont endommagées, les événements suivants se produisent en cascade.
Arrêt du renouvellement de l’épithélium cornéen.
Invasion de la surface cornéenne par l’épithélium conjonctival (conjonctivalisation)
Apparition de cellules caliciformes sur la cornée (MUC5AC positif)
Néovascularisation superficielle et inflammation chronique
Cicatrisation du stroma cornéen
La surface cornéenne conjonctivalisée présente une fonction de barrière réduite, entraînant des épisodes récurrents de défauts épithéliaux persistants. L’inflammation persistante peut également conduire à une lyse stromale ou à une perforation.
Techniques de fabrication de feuillets épithéliaux cultivés
Dans la COMET (transplantation de muqueuse buccale cultivée), la plaque de culture à réponse thermique est une technologie clé1). Le revêtement de poly(N-isopropylacrylamide) à la surface de la plaque de culture est hydrophobe à 37°C et devient hydrophile lorsque la température diminue. Cela permet de détacher le feuillet cellulaire de la plaque sans traitement enzymatique, permettant une transplantation tout en préservant les jonctions intercellulaires et la matrice1).
Évaluation post-transplantation par marqueurs de cellules souches
Au Japon, en juin 2021, le premier produit COMET au monde, Ocural®, a été couvert par l’assurance maladie 1). Ocural® est indiqué pour la LSCD bilatérale sans symblépharon. Pour les cas avec symblépharon, Sakracy® est choisi 1).
Toshida et al. ont rapporté les résultats précoces de deux cas traités par Ocural®. Le cas 1 était un homme de 79 ans (LSCD bilatérale stade III), le cas 2 était également une LSCD bilatérale, et la prise de greffe a été confirmée dans les deux cas. Les feuillets transplantés exprimaient p63, p75NTR et Ki-67, indiquant le maintien des caractéristiques des cellules souches et de la capacité de prolifération. 1)
Pour la LSCD unilatérale, Nepic® (feuillet de cellules épithéliales limbiques autologues cultivées) peut être utilisé 1).
En Europe, Holoclar® a été le premier médicament de greffe de cellules épithéliales limbiques autologues cultivées approuvé par l’UE 1). C’est un pionnier de la médecine régénérative dans le traitement de la LSCD, et il adopte une approche différente de celle d’Ocural® japonais (dérivé de l’épithélium limbique vs dérivé de l’épithélium buccal).
Dans le rapport de Mazumdar et al., la combinaison de SLET et de greffe conjonctivale autologue (CAG) en une seule étape a permis de réparer simultanément le défaut conjonctival et de reconstruire le limbe. L’épithélialisation complète a été obtenue à 24 jours postopératoires, et la BCVA s’est améliorée à 6/12p à 24 mois. 2)
Dans le SLET conventionnel, le défaut conjonctival était laissé en sclère exposée ou recouvert d’amnios, mais la réalisation simultanée de CAG pourrait permettre une couverture conjonctivale précoce et une surface oculaire stable 2).
Comparaison des résultats entre techniques chirurgicales
Dans une revue systématique de Shanbhag et al. (1857 yeux), le taux de succès anatomique global de la greffe limbique autologue était de 69 % et le taux de succès fonctionnel de 61 %. Par technique, SLET et CLAu ont montré des résultats significativement meilleurs que CLET. Cependant, la qualité des études et la taille des échantillons présentaient des différences significatives entre les groupes, nécessitant une interprétation prudente. 3)
À l’avenir, des essais contrôlés randomisés et l’accumulation de résultats à long terme sont nécessaires. Les thérapies cellulaires de nouvelle génération, telles que les feuillets de cellules épithéliales cornéennes dérivées de cellules iPS, sont également en phase de recherche.
Les feuillets de cellules épithéliales buccales cultivées (CAOMECS) ont été rapportés en 2004 et leur efficacité en tant que greffe autologue pour la LSCD bilatérale a été confirmée. Cependant, lors d’un suivi à long terme, une réopacification due à l’invasion vasculaire depuis la périphérie cornéenne a été observée dans certains cas. La différence de nature entre l’épithélium cornéen et l’épithélium buccal est suggérée comme cause, et l’utilisation de cellules épithéliales cornéennes elles-mêmes est considérée comme plus souhaitable pour un traitement curatif.
Recherche sur des sources alternatives de cellules souches
La recherche sur la régénération cornéenne utilisant des sources cellulaires autres que les cellules souches limbiques progresse.
Cellules souches mésenchymateuses (CSM) : Des rapports ont montré la reconstruction de la surface cornéenne de rats en transplantant des CSM dérivées de moelle osseuse sur une membrane amniotique humaine. Il a été suggéré que la suppression de l’inflammation et de l’angiogenèse, plutôt que la différenciation épithéliale, pourrait être impliquée dans l’effet thérapeutique. Les CSM dérivées du tissu adipeux ont montré une différenciation en kératocytes cornéens fonctionnels après injection dans le stroma cornéen.
Cellules souches de la pulpe dentaire : Isolées de dents de lait, elles expriment des marqueurs de cellules souches limbiques. La reconstruction de la surface oculaire a été démontrée dans un modèle de lapin, mais l’efficacité chez l’homme n’est pas encore confirmée.
Cellules souches du follicule pileux : La reprogrammation vers un phénotype épithélial cornéen a été démontrée in vitro en utilisant un milieu conditionné dérivé du stroma cornéen et limbique.
La présence de cellules progénitrices a également été démontrée dans le stroma cornéen, et la recherche sur l’endothélium cornéen progresse en tant que nouveau traitement pour la kératopathie bulleuse, entre autres.
QLa greffe d'épithélium cultivé est-elle prise en charge par l'assurance maladie au Japon ?
A
Oui, en 2021, le produit COMET Ocural® a été approuvé pour le remboursement. Cependant, il ne peut être utilisé que dans des établissements disposant d’un ophtalmologiste spécialiste membre de la Société japonaise de la cornée et de la Société japonaise de greffe de cornée, et ayant suivi une formation spécifique. L’indication est le déficit en cellules souches limbiques modéré à sévère.
Toshida H, Seki T, Kuroda M, et al. Early Clinical Outcomes of the First Commercialized Human Autologous Ex Vivo Cultivated Oral Mucosal Epithelial Cell Sheet Transplantation for Limbal Stem Cell Deficiency. Int J Mol Sci. 2023;24(10):8926.
Mazumdar S, Trehan HS, Agarwal T, et al. Autologous simple limbal stem cell transplantation with conjunctival autograft in a case of unilateral limbal stem cell deficiency secondary to alkali injury. BMJ Case Rep. 2024;17:e261555.
Shanbhag SS, Nikpoor N, Patel CN, et al. Autologous limbal stem cell transplantation: a systematic review of clinical outcomes with different surgical techniques. Br J Ophthalmol. 2020;104:247-253.
Trief D, Prescott C. Limbal stem cell deficiency. Ann Eye Sci. 2023;8:13.
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