L’examen des cellules endothéliales cornéennes (microscope spéculaire) est un examen qui photographie et analyse les cellules endothéliales cornéennes en utilisant le principe de la réflexion spéculaire. Il permet une évaluation quantitative non invasive de la densité cellulaire, de la morphologie et de l’anisocytose.
Les cellules endothéliales cornéennes forment une monocouche sur la face postérieure de la cornée et maintiennent la transparence cornéenne grâce à leurs fonctions de pompe et de barrière. Cependant, il est difficile d’évaluer directement ces fonctions de manière quantitative. Par conséquent, l’évaluation de la fonction endothéliale se fait généralement en paramétrant les changements morphologiques anormaux. Bien qu’une évaluation qualitative des cellules endothéliales soit possible par réflexion spéculaire à la lampe à fente, l’utilisation d’un microscope spéculaire permet de quantifier les paramètres morphologiques.
Indications principales :
Les cellules endothéliales cornéennes maintiennent la transparence de la cornée grâce à leurs fonctions de pompe et de barrière. Le stroma cornéen a une pression de gonflement d’environ 50 mmHg, mais dans un œil normal, la fonction de pompe de l’endothélium surmonte cette pression et extrait l’excès d’eau de la cornée. Les cellules endothéliales ayant une capacité de régénération quasi nulle, lorsqu’elles sont endommagées, les cellules restantes s’élargissent et s’aplatissent pour compenser, mais si la densité diminue considérablement, une décompensation se produit, entraînant un œdème cornéen.
Il existe principalement trois types de microscopes spéculaires, selon le principe de mesure et le mode de contact.
Type sans contact
Caractéristiques : Modèles actuellement dominants en clinique. Ne nécessitent pas d’anesthésie topique et sont compatibles avec l’alignement automatique.
Avantages : Faible charge pour le patient, pas de risque d’infection. Mesures rapides et répétables.
Limites : La zone de capture est quelque peu limitée. En cas d’œdème ou d’opacité cornéenne sévère, une imagerie précise devient difficile.
Type à contact
Caractéristiques : Méthode où la lentille est directement en contact avec la cornée. Une anesthésie topique (oxybuprocaïne à 0,4 %) est nécessaire.
Avantages : Permet une imagerie plus large et plus nette que le type sans contact. Des résultats fiables sont obtenus même en cas d’œdème ou d’opacité cornéenne. Il a été rapporté que les mesures de densité cellulaire sont généralement équivalentes entre les types à contact et sans contact pour les cornées saines et post-greffe [4].
Limites : Nécessite une anesthésie topique. Une technique experte est requise.
Microscope confocal
Caractéristiques : Appareil spécial permettant d’observer chaque couche de la cornée en coupe.
Avantages : Permet une évaluation tridimensionnelle non seulement de l’endothélium mais aussi de l’épithélium, du stroma et des cellules de chaque couche. Permet également l’observation du plexus nerveux.
Limites : La manipulation est plus complexe et le temps d’examen plus long qu’avec un spéculaire standard. Un appareil dédié est nécessaire.
Un nombre trop faible de cellules analysées réduit la fiabilité de l’examen. Doughty et al. rapportent qu’avec un microscope spéculaire non contact, le coefficient de variation est d’environ ±10 % pour 25 cellules analysées, mais se stabilise à environ ±2 % pour 75 cellules ou plus [2]. L’analyse d’Abib et al. montre que la taille d’échantillon nécessaire varie selon l’appareil, mais qu’un ordre de plusieurs centaines de cellules est souhaitable [3]. Vérifiez toujours le nombre de cellules reconnues automatiquement par le logiciel d’analyse.
En cas d’œdème ou d’opacité cornéenne, l’imagerie précise est difficile et la fiabilité des résultats est réduite. Dans ce cas, essayez de photographier une zone plus transparente. L’utilisation d’un appareil à contact permet une imagerie plus large et plus nette, ce qui est utile.
Avec le type non contact, aucune anesthésie topique n’est nécessaire ; on peut ressentir un éblouissement mais généralement pas de douleur. Avec le type à contact, une anesthésie topique avec de l’oxybuprocaïne à 0,4 % est appliquée avant le contact de la lentille, donc la douleur est minimisée pendant l’effet anesthésique. Les deux examens sont de courte durée.
L’état des cellules endothéliales est évalué à l’aide des trois paramètres principaux suivants.
| Paramètre | Valeur normale | Seuil d’anomalie |
|---|---|---|
| Densité cellulaire (CD) | ≥70 ans : moyenne 2 200 cellules/mm² | ≤ 400–500 cellules/mm² |
| CV (coefficient de variation) | 0,2 à 0,3 | 0,35 ou plus |
| Taux de cellules hexagonales (Hexagonality) | 60 à 70 % | 50 % ou moins |
La densité cellulaire est un indicateur central de l’évaluation endothéliale. Plusieurs études ont montré qu’elle diminue physiologiquement avec l’âge [1][6], suivant approximativement l’évolution suivante.
Lorsque la densité cellulaire tombe en dessous de 400 à 500 cellules/mm², le maintien de la transparence cornéenne devient impossible, entraînant une kératopathie bulleuse.
La valeur CV est le coefficient de variation (écart type de la surface cellulaire divisé par la surface cellulaire moyenne) et indique l’anisocytose (variation de taille des cellules). Une augmentation signifie que les cellules subissent un stress. La valeur normale est de 0,2 à 0,3, et une valeur supérieure ou égale à 0,35 est considérée comme anormale.
Les cellules endothéliales cornéennes normales sont disposées en un motif hexagonal régulier. Une diminution du pourcentage de ces cellules hexagonales indique une plus grande perturbation de la morphologie cellulaire. La valeur normale est de 60 à 70 %, et une valeur inférieure ou égale à 50 % est considérée comme anormale.
Dans la dystrophie endothéliale de Fuchs, les observations suivantes caractéristiques sont faites au microscope spéculaire :
Il n’existe pas de norme unique claire et il existe des variations entre les établissements, mais en général, une densité cellulaire inférieure à 1 000 cellules/mm² est considérée comme présentant un risque chirurgical élevé. Une sélection de la technique chirurgicale (réduction du temps d’ultrasons pour la phacoémulsification ou utilisation supplémentaire de substances viscoélastiques) et un consentement éclairé suffisant du patient sont nécessaires. Si la densité cellulaire tombe à 400-500 cellules/mm² ou moins, il existe un risque de kératopathie bulleuse après la chirurgie, et une chirurgie combinée de la cataracte et une greffe endothéliale cornéenne (DSAEK/DMEK) peuvent être envisagées.
En fonction des anomalies des valeurs de l’examen, les mesures suivantes sont envisagées.
CD < 1 000 cellules/mm² (avant chirurgie de la cataracte) : État à haut risque chirurgical. Adapter la technique opératoire (réduction du temps d’ultrasons, choix du matériau viscoélastique) et expliquer clairement les risques au patient. Les critères de décision varient selon les établissements, le jugement global du médecin traitant est donc important.
CD < 400 à 500 cellules/mm² : Risque imminent de kératopathie bulleuse. Envisager activement une greffe endothéliale cornéenne (DSAEK/DMEK). Par rapport à la greffe de cornée totale (PKP), la DSAEK/DMEK offre un meilleur taux de survie des cellules endothéliales et une récupération visuelle plus rapide.
CV > 0,35 ou Hexagonality < 50 % : Indique un état de stress endothélial. Rechercher des causes telles que la dystrophie endothéliale de Fuchs, le syndrome ICE, le port prolongé de lentilles de contact ou des antécédents de chirurgie intraoculaire.
Suivi postopératoire :
Le microscope spéculaire utilise la réflexion spéculaire de la lumière pour visualiser les cellules endothéliales. En éclairant l’interface entre le stroma cornéen et l’humeur aqueuse (couche de cellules endothéliales), une partie de la lumière est réfléchie spéculairement à la frontière entre des milieux d’indices de réfraction différents. La réception de cette lumière réfléchie permet d’obtenir une image des cellules endothéliales.
Les bords des cellules (espaces intercellulaires) apparaissent sombres (lignes sombres) car la réflexion y est faible, tandis que le corps cellulaire apparaît clair. Cela fait ressortir les contours des cellules. Les images cellulaires capturées sont automatiquement reconnues et quantifiées par un logiciel d’analyse d’image, ce qui permet de calculer la CD, le CV et l’Hexagonality.
Le stroma cornéen présente constamment une pression de gonflement (swelling pressure: SP) d’environ 50 mmHg. Dans un œil normal, la pompe endothéliale cornéenne transporte activement le Na⁺ et le HCO₃⁻ vers l’humeur aqueuse, surmontant cette pression de gonflement pour maintenir la cornée à une épaisseur physiologique et préserver sa transparence.
Lorsque la densité des cellules endothéliales chute en dessous de 500 cellules/mm², la fonction de pompe des cellules endothéliales restantes devient insuffisante. L’eau dépasse la pression de gonflement du stroma cornéen, entraînant un œdème stromal et la formation de bulles sous-épithéliales (bulla). C’est la kératopathie bulleuse (bullous keratopathy). La rupture des bulles provoque une douleur intense et une perte de la fonction de barrière de la surface oculaire.
Les logiciels d’analyse automatisée conventionnels présentaient des difficultés de précision de reconnaissance, en particulier dans les zones à faible densité cellulaire ou les cas d’œdème. Récemment, la recherche sur la reconnaissance automatique des limites cellulaires utilisant l’apprentissage automatique et l’apprentissage profond a progressé. Une bonne corrélation avec l’analyse manuelle a été rapportée en termes de précision, et une mise en œuvre clinique future est attendue.
Des études fondamentales ont montré que les inhibiteurs de la Rho-associated kinase (ROCK) favorisent l’adhésion et la prolifération des cellules endothéliales cornéennes. Au Japon, le développement clinique de collyres inhibiteurs de ROCK (dérivés de Y-27632) visant à favoriser la prolifération des cellules endothéliales cornéennes est en cours. Leur application pour la kératopathie bulleuse et la récupération de la densité endothéliale après greffe endothéliale est étudiée, mais à l’heure actuelle, ils ne sont pas largement utilisés en pratique clinique générale.
Le port prolongé de lentilles de contact (en particulier les lentilles rigides) peut entraîner une augmentation du polymégéthisme (variation de taille des cellules) et du pléomorphisme (augmentation des formes cellulaires non hexagonales) de l’endothélium en raison d’une hypoxie cornéenne chronique. Cela se manifeste par une augmentation de la valeur CV et une diminution de l’hexagonalité, mais la densité cellulaire elle-même reste souvent dans la plage normale.
Des troubles endothéliaux cornéens ont été rapportés avec l’utilisation à long terme d’amantadine (médicament antiparkinsonien) et de certains antipsychotiques. Ils peuvent être détectés par microscopie spéculaire sous forme de diminution de la densité cellulaire et de modifications morphologiques, et l’utilité d’une surveillance régulière chez les patients sous ces médicaments est à l’étude.
