Dans les voies visuelles, lorsque les fibres nerveuses sont endommagées, deux types de dégénérescence peuvent se produire.
La dégénérescence wallérienne (dégénérescence antérograde) est le processus par lequel l’axone dégénère distalement (côté périphérique) par rapport au site de lésion après une lésion axonale. Le cytosquelette de l’axone et la gaine de myéline se désintègrent, et les macrophages éliminent les débris dégénérés. Ce nom provient d’Augustus Waller, qui a décrit ce phénomène pour la première fois en 1850 lors d’expériences de section des nerfs glossopharyngien et hypoglosse chez la grenouille.
La dégénérescence rétrograde est le processus par lequel l’axone dégénère proximalement (côté du corps cellulaire) par rapport au site de lésion. Elle entraîne la destruction du corps cellulaire et la mort cellulaire, et la régénération est impossible.
Le nerf optique dérive embryologiquement du diencéphale et fait partie du système nerveux central (SNC). Les axones des cellules ganglionnaires de la rétine (CGR) en avant de la lame criblée sont amyéliniques, mais ils sont myélinisés par les oligodendrocytes en arrière du globe oculaire. Dans les nerfs périphériques, une cellule de Schwann nourrit un seul axone, tandis que dans le SNC, un oligodendrocyte nourrit plusieurs axones.
Dans les nerfs périphériques, les cellules de Schwann favorisent la régénération via des facteurs de croissance. En revanche, dans le SNC, l’effet promoteur de régénération des oligodendrocytes est faible, et la régénération axonale dans le SNC mature est extrêmement limitée.
La démyélinisation désigne l’état où la gaine de myéline subit une dégénérescence et une perte primaires. Une démyélinisation rapide est souvent accompagnée d’une dégénérescence axonale. Les maladies démyélinisantes représentatives comprennent la sclérose en plaques, la neuromyélite optique et les leucodystrophies.
QQuelle est la différence entre la dégénérescence wallérienne et la dégénérescence rétrograde ?
A
La dégénérescence wallérienne est une dégénérescence qui se produit du côté distal (périphérique) de la lésion axonale, tandis que la dégénérescence rétrograde se produit du côté proximal (corps cellulaire) de la lésion. La dégénérescence rétrograde entraîne la mort du corps cellulaire et rend la régénération impossible, alors que dans la dégénérescence wallérienne des nerfs périphériques, une certaine régénération peut être possible. Les deux surviennent souvent ensemble après une même lésion.
Les schémas symptomatiques varient selon le site de la lésion.
Baisse de l’acuité visuelle : peut survenir à n’importe quel point des voies visuelles. Souvent progressive.
Déficit du champ visuel : présente un motif spécifique au site de la lésion. Au niveau du nerf optique, baisse de l’acuité visuelle d’un œil ou scotome. Au niveau du chiasma, hémianopsie bitemporale. Au niveau du tractus optique, hémianopsie homonyme controlatérale (non congruente, incomplète). Au niveau du corps genouillé latéral, hémianopsie homonyme segmentaire en secteurs.
Anomalie de la vision des couleurs : une neuropathie optique peut entraîner une anomalie acquise de la vision des couleurs. Une anomalie trichromatique acquise de type bleu-jaune peut être observée.
L’évolution temporelle de l’atrophie et de la dégénérescence du nerf optique est une observation clé.
Dégénérescence wallérienne
Évolution après la lésion : La dégénérescence commence dans les 24 heures suivant la lésion nerveuse. Il faut environ 7 jours pour que la destruction du cytosquelette axonal et de la gaine de myéline soit complète.
Épargne proximale du nerf optique : les axones proximaux à la lésion peuvent sembler normaux et fonctionner pendant 3 à 4 semaines.
Examen du fond d’œil : la papille optique distale à la lésion devient atrophique et pâle en quelques semaines à quelques mois.
Dégénérescence rétrograde
Moment de la mort des RGC : la mort des cellules ganglionnaires rétiniennes (RGC) peut survenir 6 à 8 semaines après la lésion.
Motif après lésion du tractus optique : pâleur temporale de la papille optique avec perte arquée supérieure et inférieure de la couche de fibres nerveuses dans l’œil atteint. Atrophie en bande dans l’œil controlatéral. Apparaît en environ 1 mois.
Dégénérescence transsynaptique : les lésions du CGL (corps genouillé latéral) ou du cortex visuel peuvent provoquer une atrophie optique. Survient généralement après des lésions du lobe occipital pendant la période fœtale ou la petite enfance1).
L’aspect du fond d’œil dans l’atrophie optique varie selon la cause.
Atrophie simple (primaire) : due à une lésion rétrobulbaire. Bords nets, pâleur, aplatissement, dépression peu profonde, rétrécissement des vaisseaux superficiels. Causes : névrite optique rétrobulbaire, lésion compressive, neuropathie optique héréditaire de Leber, neuropathie optique toxique/médicamenteuse.
Atrophie inflammatoire (secondaire) : survient après un œdème papillaire. Prolifération gliale, bords flous, diminution des microvaisseaux. Causée par une neuropathie optique ischémique antérieure, une papillite ou une uvéite.
Atrophie optique glaucomateuse : élargissement vertical de l’excavation profonde, formation d’encoches, courbure postérieure de la lame criblée.
Atrophie rétinienne : blanc jaunâtre cireux. Due à des maladies dégénératives de la rétine ou à des troubles circulatoires rétiniens.
RAPD (déficit pupillaire afférent relatif) : dans les lésions du tractus optique, un RAPD peut être observé dans l’œil controlatéral. Les lésions au-delà du corps géniculé latéral n’affectent pas le réflexe pupillaire à la lumière.
Imagerie par résonance magnétique (IRM) : La dégénérescence wallérienne se manifeste par un hypersignal T2 (suggérant une gliose) sur les séquences pondérées en T2. En phase aiguë, une restriction de la diffusion est observée en imagerie de diffusion (DWI)1)2).
Kihira et al. (2021) ont rapporté le cas d’une femme de 47 ans présentant une baisse progressive de l’acuité visuelle de l’œil gauche sur cinq ans1). La tomographie par cohérence optique (OCT) a confirmé une atrophie du nerf optique gauche, et l’IRM en séquence T2 a détecté un hypersignal T2 le long des radiations optiques gauches. Ce cas est notable en tant que rapport de dégénérescence trans-synaptique à partir d’une atrophie optique sans infarctus ni maladie inflammatoire associée.
QCombien de temps faut-il pour que l’atrophie optique soit visible à l’examen du fond d’œil ?
A
La dégénérescence wallérienne débute dans les 24 heures suivant la lésion, mais la partie proximale de l’axone peut sembler normale pendant 3 à 4 semaines. La mort des cellules ganglionnaires rétiniennes (CGR) par dégénérescence rétrograde peut survenir en 6 à 8 semaines. La pâleur de la papille optique au fond d’œil peut prendre plusieurs semaines à plusieurs mois pour devenir évidente.
Les caractéristiques de chaque maladie causale sont complétées ci-dessous.
Glaucome : l’une des causes les plus fréquentes. L’augmentation de la pression intraoculaire provoque une dégénérescence des axones des cellules ganglionnaires de la rétine (CGR), entraînant une perte de vision irréversible. Le transport axonal antérograde et rétrograde est bloqué au niveau de la lame criblée de la tête du nerf optique (ONH)4).
Lésion compressive : un adénome hypophysaire, un craniopharyngiome, un anévrisme, etc., comprime le chiasma optique ou le tractus optique. La décompression peut améliorer la fonction visuelle, mais si l’atrophie du nerf optique est évidente, le pronostic visuel est souvent mauvais.
Maladie cérébrovasculaire : les accidents vasculaires cérébraux ischémiques et hémorragiques peuvent tous deux provoquer une dégénérescence wallérienne des voies visuelles. Le degré d’atrophie du pédoncule cérébral est corrélé à l’étendue de la lésion cérébrale2).
Maladies neurodégénératives : Dans la maladie d’Alzheimer (MA), les lésions cérébrales peuvent affecter les voies visuelles et provoquer une dégénérescence rétrograde. Cela est détecté par OCT comme un amincissement de la couche des fibres nerveuses rétiniennes (RNFL) et de la couche des cellules ganglionnaires et de la couche plexiforme interne (GC-IPL)5).
Kyste arachnoïdien et hypoplasie corticale : peuvent provoquer une dégénérescence wallérienne due à une compression congénitale 2).
La confirmation de l’atrophie optique (papille optique pâle) est fondamentale. Il existe une voie passant par un œdème papillaire menant à l’atrophie, et une voie menant directement à l’atrophie à partir d’une papille normale.
L’OCT joue un rôle central dans l’évaluation quantitative de l’atrophie optique.
Mesure de l’épaisseur du cpRNFL (couche des fibres nerveuses péripapillaires) : évalue indirectement tous les RGC. En phase aiguë avec œdème papillaire, la fiabilité peut être réduite.
Mesure de l’épaisseur du GCC (complexe de cellules ganglionnaires) / GC-IPL de la macula : permet d’évaluer directement les lésions des RGC. Moins sensible à l’œdème papillaire, peut détecter un amincissement plus précocement que le cpRNFL.
Variabilité individuelle des valeurs normales : l’épaisseur normale varie considérablement d’un individu à l’autre, il est donc important de suivre l’évolution des mesures et de comparer avec l’œil controlatéral.
Évaluation globale : les résultats de l’OCT doivent être interprétés en vérifiant leur cohérence avec le champ visuel, l’examen du fond d’œil et les autres tests de fonction visuelle.
Angiographie par tomographie par cohérence optique (OCTA) : visualise de manière non invasive la microvascularisation rétino-choroïdienne. Une diminution de la densité vasculaire des capillaires péripapillaires radiaires (RPC) a été rapportée en correspondance avec les zones de déficit de la couche des fibres nerveuses.
Quantification de la dégénérescence, facteur prédictif de récupération fonctionnelle (phase ischémique subaiguë) 2)
L’hypersignal T2 des radiations optiques nécessite une différenciation avec la leucomalacie, l’infarctus antérieur et les maladies démyélinisantes (sclérose en plaques)1).
Examen du champ visuel : utile pour identifier le site de la lésion. Au niveau du nerf optique, on observe un scotome central/scotome central aveugle ; au niveau du chiasma, une hémianopsie bitemporale ; au niveau du tractus optique, une hémianopsie homonyme controlatérale.
RAPD (déficit pupillaire afférent relatif) : dans les lésions du tractus optique, un RAPD peut être observé dans l’œil controlatéral. Les lésions après le corps géniculé latéral n’affectent pas le réflexe pupillaire.
Valeur de flicker central : test auxiliaire utile pour le diagnostic des maladies du nerf optique.
QComment l'OCT évalue-t-elle l'atrophie du nerf optique ?
A
La mesure de l’épaisseur du cpRNFL et de la GCC maculaire est centrale. En cas d’œdème papillaire aigu, l’analyse GCC présente l’avantage de détecter un amincissement plus précocement que le cpRNFL. Les valeurs normales varient considérablement d’un individu à l’autre, et le suivi des valeurs mesurées ainsi que la comparaison avec l’œil controlatéral sont importants. La vérification de la cohérence avec le champ visuel, les résultats du fond d’œil et d’autres tests de fonction visuelle est également essentielle.
À l’heure actuelle, il n’existe pas de thérapie régénérative prouvée pour la dégénérescence wallérienne et rétrograde des voies visuelles. Le traitement se concentre principalement sur la maladie sous-jacente.
Glaucome : La réduction de la pression intraoculaire (collyres, chirurgie) est la base. Une intervention précoce peut parfois ralentir la progression de la dégénérescence.
Œdème papillaire et stase papillaire : Traitement de la maladie sous-jacente (cause de l’hypertension intracrânienne).
Lésions compressives (tumeur, anévrisme) : La décompression peut améliorer la fonction visuelle dans certains cas. Cependant, lorsque l’atrophie optique est déjà évidente, le pronostic visuel est souvent mauvais.
Neuropathie optique nasale : En plus du curetage chirurgical des lésions des sinus, une décompression du canal optique est réalisée si nécessaire.
Vitamine B12 orale : Peut être administrée dans les cas à long terme.
Médicaments améliorant la circulation : Envisagés en cas de suspicion d’insuffisance circulatoire.
Neuropathies optiques héréditaires (ADOA, LHON, syndrome de Wolfram) : Il n’existe actuellement aucun traitement curatif efficace ; la prise en charge repose principalement sur les soins de basse vision et le conseil aux patients.
Après une lésion axonale, le cytosquelette axonal et la myéline se désintègrent du côté distal, et les macrophages éliminent les débris (dégénérescence wallérienne). Dans les nerfs périphériques, les cellules de Schwann favorisent la régénération via des facteurs de croissance. Dans le SNC, l’effet promoteur de régénération des oligodendrocytes est faible, et la régénération axonale du SNC mature est médiocre ou impossible.
Dans la dégénérescence rétrograde, l’axone proximal à la lésion dégénère, entraînant la destruction du corps cellulaire et la mort cellulaire. L’atrophie rétrograde des cellules ganglionnaires rétiniennes après une lésion du tractus optique est inévitable, et la mort des cellules ganglionnaires rétiniennes peut survenir en 6 à 8 semaines.
Les RGC, comme les neurones du SNC, présentent une dégénérescence axonale, une destruction de la myéline, une formation de cicatrice et une dégénérescence secondaire, avec une capacité de régénération limitée après une lésion 5).
Le transport dans l’axone (flux axonal) est classé selon la direction et la vitesse.
Transport antérograde
Transport rapide : 400 à 1 000 mm/jour. Impliqué dans le transport des vésicules synaptiques et autres composants membranaires.
Transport intermédiaire : 5 à 400 mm/jour.
Transport lent : 0,5 à 5 mm/jour. Impliqué dans le transport des protéines nécessaires au maintien de l’axone.
Transport rétrograde
Vitesse : 50 à 300 mm/jour.
Fonction : Impliqué dans la transmission d’informations de la périphérie vers le corps cellulaire et le recyclage des déchets.
Mitochondries : les mitochondries endommagées ou vieillies retournent au corps cellulaire des CGR par transport rétrograde pour être « rechargées ». Dans le glaucome, le flux axonal est perturbé au niveau de la lame criblée, entraînant une progression de l’atrophie du nerf optique.
Dans le glaucome, les axones des CGR sont les plus vulnérables aux dommages au niveau de la lame criblée (lamina cribrosa) de la tête du nerf optique (ONH)4).
Pitha et al. (2024) ont rapporté le mécanisme détaillé des lésions des axones des RGC dans le glaucome4). Le stress mécanique dû à la pression intraoculaire est significativement plus important au niveau de la tête du nerf optique (ONH) (lamina cribrosa) qu’au niveau de la rétine, et la contrainte circonférentielle de cerceau ainsi que le gradient de pression translaminaire agissent sur les axones des RGC. Les grands αRGC (en particulier de type OFF) sont plus sélectivement vulnérables, et les grands axones des RGC passant par les pôles supérieur et inférieur de l’ONH sont préférentiellement endommagés.
La voie par laquelle le stress mécanique au niveau de la lame criblée bloque le transport axonal est la suivante.
Trouble du transport axonal : le transport axonal antérograde et rétrograde est bloqué au niveau de la tête du nerf optique (ONH). Le trouble du transport axonal des facteurs neurotrophiques (BDNF, NGF) induit l’apoptose4).
Voie de réponse au stress JNK : c-Jun est régulé à la hausse dans les RGC et les astrocytes. Les souris déficientes en Jnk2/Jnk3 montrent une amélioration de la survie des RGC4).
Canaux mécanosensibles : TRPV1 (mort des RGC par influx de Ca²⁺), Piezo 1&2 (transmission de Ca²⁺), et pannexine-1 sont impliqués4).
Dysfonctionnement mitochondrial : Le stress de pression intraoculaire réduit le mouvement mitochondrial dans la tête du nerf optique4).
Excitotoxicité glutamatergique : L’obstruction du flux axonal réduit les facteurs neurotrophiques et augmente la concentration extracellulaire de glutamate, favorisant l’apoptose des RGC.
La dégénérescence d’un neurone d’un côté de la synapse affectant l’autre côté est appelée « dégénérescence trans-synaptique ». Des cas de propagation de l’atrophie optique aux radiations optiques ont été rapportés1), et une dégénérescence trans-synaptique rétrograde après un accident vasculaire cérébral occipital (Jindahra et al., 2012) est également connue1). Elle survient généralement plus fréquemment après des lésions occipitales pendant la période fœtale ou la petite enfance.
Dans la maladie d’Alzheimer (MA), les lésions cérébrales affectant les connexions nerveuses de la voie visuelle peuvent entraîner un amincissement de la RNFL et du GC-IPL 5). Cependant, dans la MA avec atrophie corticale postérieure, il a été rapporté que la différence de la RNFL péripapillaire par rapport au groupe témoin peut être difficile à distinguer 5).
QPourquoi la papille optique est-elle sélectivement endommagée dans le glaucome ?
A
Le stress mécanique dû à la pression intraoculaire est significativement plus élevé au niveau de la tête du nerf optique (ONH, lame criblée) qu’au niveau de la rétine. La contrainte circonférentielle de cerceau et le gradient de pression translaminaire agissent sur les axones, bloquant à la fois le transport axonal antérograde et rétrograde 4). Cette charge mécanique favorise l’apoptose des cellules ganglionnaires rétiniennes (RGC) par des mécanismes complexes incluant la carence en facteurs neurotrophiques, le dysfonctionnement mitochondrial et l’influx calcique.
7. Recherches récentes et perspectives futures (rapports en phase de recherche)
Des recherches sont en cours pour quantifier la dégénérescence wallérienne post-AVC en phase subaiguë à l’aide des valeurs de fraction d’anisotropie (FA) de l’imagerie du tenseur de diffusion (DTI) et prédire la récupération fonctionnelle2). Il a été démontré que le degré d’atrophie du pédoncule cérébral est corrélé à l’étendue des lésions cérébrales, et son application clinique en tant que biomarqueur d’imagerie est attendue2).
Hustings & Lemmerling (2021) ont rapporté systématiquement les résultats IRM de la dégénérescence wallérienne due à diverses causes, notamment l’AVC ischémique, l’AVC hémorragique, les tumeurs cérébrales, les traumatismes, les kystes arachnoïdiens et l’hypoplasie corticale cérébrale2). Il est souligné qu’en phase aiguë, une interprétation prudente basée sur le contexte clinique est nécessaire pour éviter une confusion avec un infarctus secondaire.
Modèle de rat WLDS et recherche sur la protection axonale
Dans un modèle expérimental de rat porteur du gène de dégénérescence wallérienne lente (WLDS), un effet protecteur axonal primaire a été démontré. Cependant, une dégénérescence rétrograde s’est toujours produite, conduisant finalement à la mort du corps cellulaire. Ce modèle est utilisé comme outil de base pour évaluer séparément la thérapie de protection axonale et la thérapie de protection du corps cellulaire.
Diagnostic in vivo par SD-OCT de l’atrophie optique cavitaire de Schnabel (SCONA)
Weber et al. (2025) ont publié la première corrélation entre l’SD-OCT et l’histopathologie de l’atrophie optique cavitaire de Schnabel (SCONA)3). Alors que la SCONA n’était auparavant diagnostiquable que par histologie, ils ont montré qu’elle peut être détectée in vivo comme un pseudo-kyste hypoéchogène dans la lame criblée à l’aide du scan ONH-RC en mode BMO-MRW. La prévalence dans les études histologiques chez les personnes âgées est d’environ 1,7 à 2,1 %3), et cet outil est prometteur comme nouveau diagnostic différentiel de l’atrophie optique glaucomateuse.
Potentiel de la neuroprotection et de la médecine régénérative
Inhibiteurs de JNK, inhibiteurs des canaux TRPV1, antagonistes du glutamate : en phase de recherche comme candidats thérapeutiques pour la protection des RGC glaucomateux4).
Médecine régénérative utilisant des cellules iPS : des approches de médecine régénérative, comme les cellules iPS, sont étudiées comme options thérapeutiques futures pour l’atrophie optique.
Kihira S, Arnold AC, Pawha PS, Villablanca P, Nael K. Trans-synaptic degeneration of the optic radiation from optic nerve atrophy. Radiology Case Reports. 2021;16:855-857.
Hustings N, Lemmerling M. MRI of Wallerian Degeneration in the Brainstem: A Pictorial Essay. Journal of the Belgian Society of Radiology. 2021;105(1):58, 1-6.
Weber C, Mercieca K, Weller JM, Bulirsch LM, Ach T, Holz FG, Loeffler KU, Herwig-Carl MC. SD-OCT-histopathologic correlation in Schnabel’s cavernous optic nerve atrophy. Eye. 2025;39:1203-1210.
Pitha I, Kambhampati S, Oglesby E, Bhatt A, Quigley HA. [Review: Mechanosensitive channels and 眼圧 effects on RGC axons at the ONH]. Progress in Retinal and Eye Research. 2024. (Author manuscript, PMC 2024)
Cheung CY, Mok V, Foster PJ, Trucco E, Chen C, Wong TY. Retinal imaging in Alzheimer’s disease. Journal of Neurology, Neurosurgery & Psychiatry. 2021;92:983-994.
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