Les maladies neurodégénératives (NDD) sont un groupe de maladies qui altèrent la mémoire, la cognition et les fonctions motrices. Elles partagent des caractéristiques communes : une forte association avec le vieillissement, l’agrégation de protéines anormales et une évolution lente et irréversible. Les maladies représentatives comprennent la maladie d’Alzheimer (MA), la maladie de Parkinson (MP), la sclérose latérale amyotrophique (SLA), la maladie de Huntington et la démence frontotemporale.
Ces maladies se caractérisent par un début insidieux, les modifications neuropathologiques progressant plusieurs années avant l’apparition des symptômes cliniques. Par conséquent, le diagnostic à un stade précoce est difficile, ce qui retarde le début du traitement. Il n’est pas rare que le tableau clinique reste flou jusqu’à ce qu’une quantité considérable de tissu nerveux ait été perdue de manière irréversible.
La rétine est une extension du système nerveux central (SNC) et est le seul site pouvant être observé de manière non invasive. Embryologiquement, la rétine et le nerf optique se développent à partir du diencéphale et restent connectés au SNC via le nerf optique après la naissance. Anatomiquement, la structure en couches de la rétine et la barrière hémato-rétinienne sont similaires à celles du SNC, et la composition de l’unité neurovasculaire (UNV) est également commune. 1)
La tomographie par cohérence optique (OCT) est une technique d’imagerie non invasive utilisant la lumière réfléchie pour créer des images bidimensionnelles et tridimensionnelles à haute résolution de la structure rétinienne. Elle permet d’évaluer objectivement et quantitativement l’épaisseur des différentes couches rétiniennes, ce qui en fait un outil prometteur pour la détection des lésions structurelles de la voie visuelle. 1) Des études post-mortem ont montré une réduction de l’épaisseur du tissu rétinien dans la MA, la MP et la SLA, et l’OCT est un moyen puissant de capturer ces changements in vivo.
L’angiographie par tomographie par cohérence optique (OCTA), un sous-ensemble de l’OCT, visualise l’intégrité de la vascularisation rétinienne et du nerf optique, évaluant principalement la perfusion sanguine. Elle peut visualiser les modifications au niveau capillaire (5 à 15 µm) sans utiliser d’agent de contraste, et des anomalies ont été rapportées dans la MP, la maladie de Huntington, la SLA, la MA et la sclérose en plaques. 1)
QPourquoi un examen de l'œil (OCT) peut-il révéler une maladie du cerveau ?
A
La rétine est un tissu qui partage des caractéristiques embryologiques, anatomiques et physiologiques avec le cerveau. Tout comme les maladies neurodégénératives endommagent les neurones du cerveau, les neurones de la rétine subissent également une dégénérescence. L’OCT permet de mesurer quantitativement et de manière non invasive chaque couche de la rétine, ce qui en fait un biomarqueur potentiel reflétant la neurodégénérescence cérébrale. 1)
Les symptômes visuels associés aux maladies neurodégénératives varient selon la maladie, mais les symptômes communs incluent les suivants.
Baisse de l’acuité visuelle : survient progressivement avec l’évolution de la lésion.
Déficit du champ visuel : dans la MA, un déficit marqué est rapporté notamment dans le champ visuel inférieur.
Diminution de la sensibilité au contraste : une altération de la sensibilité au contraste spatial est observée à la fois dans la MA et la MP.
Troubles de la vision des couleurs : des troubles de la discrimination des couleurs surviennent dans la MP et la MA.
Troubles des mouvements oculaires : dans la MP, une insuffisance de convergence est caractéristique ; dans la PSP, une paralysie supranucléaire verticale.
Sécheresse oculaire : dans la MP, une sécheresse oculaire due à une diminution du clignement peut survenir.
Les principales modifications rétiniennes détectées par OCT sont présentées par maladie.
Maladie d'Alzheimer
Amincissement du RNFL péripapillaire : observé dans tous les quadrants, le plus marqué dans le quadrant supérieur. Différence moyenne standardisée (DMS) = −0,67. 1)
Amincissement du GC-IPL maculaire : DMS = −0,46. Peut être plus sensible que le RNFL péripapillaire pour évaluer la neurodégénérescence dans la MA. 1)
Modifications vasculaires rétiniennes : une raréfaction du réseau vasculaire et une augmentation des tortuosités vasculaires sont observées par rapport au groupe témoin. 1)
Maladie de Parkinson
Amincissement de la RNFL dans tous les quadrants : une méta-analyse a confirmé un amincissement dans tous les quadrants chez les patients atteints de la maladie de Parkinson. 1)
Amincissement de la couche rétinienne interne (IRL) : l’IRL parafovéolaire est réduite d’environ 15 % par rapport au groupe témoin. On pense que cela est dû à la perte de cellules amacrines dopaminergiques. 1)
Modifications de la dépression fovéale : un amincissement et un élargissement de la dépression fovéale ont été rapportés comme caractéristiques quantifiables de la maladie de Parkinson. 1)
Dans la PSP (paralysie supranucléaire progressive), il a été rapporté que le rapport ONL (couche nucléaire externe) / OPL (couche plexiforme externe) permet de distinguer la PSP (<5,03) de l’AMS (>5,03) avec une sensibilité de 88 % et une spécificité de 91 %. 1) Dans la SLA (sclérose latérale amyotrophique), un amincissement de la RNFL péripapillaire a également été rapporté, mais le nombre d’études est encore limité.
L’OCT a une capacité élevée à détecter les lésions des cellules ganglionnaires rétiniennes et de leurs axones dues aux pathologies des voies visuelles, et est utile comme méthode d’évaluation objective et quantitative. L’épaisseur de la cpRNFL et l’épaisseur des couches rétiniennes internes maculaires sont analysées par une représentation probabiliste comparée à une base de données normales par âge intégrée à l’appareil, mais l’épaisseur normale varie considérablement d’un individu à l’autre, il est donc également important d’évaluer les valeurs mesurées et de les comparer avec l’œil controlatéral.
QL'OCT peut-elle également évaluer la sévérité des maladies neurodégénératives ?
A
À l’heure actuelle, son utilisation pour l’évaluation de la sévérité est difficile. Certaines études montrent une corrélation entre l’amincissement de la RNFL et la progression de la maladie, mais d’autres n’ont pas montré de corrélation entre le score MMSE (Mini-Mental State Examination) et l’épaisseur de la RNFL chez les patients atteints de la maladie d’Alzheimer. 1) L’utilisation de l’OCT pour l’évaluation de la sévérité est un sujet de recherche future.
Les maladies neurodégénératives sont des maladies multifactorielles et présentent les caractéristiques communes suivantes.
Vieillissement : c’est le facteur de risque le plus important pour toutes les principales maladies neurodégénératives.
Agrégation de protéines anormales : les plaques amyloïdes β (Aβ) et les dégénérescences neurofibrillaires (protéine tau) dans la maladie d’Alzheimer, et les inclusions d’α-synucléine (corps de Lewy) dans la maladie de Parkinson sont des caractéristiques pathologiques.
Prédisposition génétique : certaines maladies (comme la maladie de Huntington) suivent un mode de transmission autosomique dominant.
Neuroinflammation et stress oxydatif : ils sont étudiés comme mécanismes communs accélérant la progression de la maladie.
Concernant la dégénérescence rétinienne, on ne sait pas encore s’il s’agit d’une neurodégénérescence primaire (dégénérescence de la rétine elle-même) ou d’une dégénérescence rétrograde secondaire due à la perte de neurones cérébraux. Dans la MA, deux mécanismes ont été proposés. 1)
Théorie de la dégénérescence rétrograde : Les lésions cérébrales de la MA perturbent les connexions nerveuses des voies visuelles, entraînant une dégénérescence rétrograde du nerf optique et de la rétine.
Théorie de la pathologie commune : Les plaques de bêta-amyloïde, la tau fibrillaire et la neuroinflammation surviennent simultanément dans le cerveau et la rétine, et une physiopathologie commune relie les modifications rétiniennes à la MA.
Dans la rétine des patients atteints de MA, les dépôts de bêta-amyloïde sont augmentés par rapport aux témoins, avec une tendance à s’agréger autour des vaisseaux, en particulier dans le quadrant supérieur périphérique. 1) L’accumulation de bêta-amyloïde rétinienne pourrait survenir plus tôt que dans le cerveau et augmenter avec la progression de la maladie. 1) Cependant, ces résultats ne sont pas cohérents d’une étude à l’autre, et l’existence d’une pathologie rétinienne dans la MA reste débattue. 1)
L’évaluation rétinienne par OCT joue un rôle central dans la recherche de biomarqueurs des maladies neurodégénératives. Les principaux indicateurs d’évaluation et méthodes de mesure sont présentés ci-dessous.
Les principaux indicateurs d’évaluation OCT sont présentés dans le tableau suivant.
Indicateur d’évaluation
Abréviation
Principales maladies cibles
Épaisseur de la couche de fibres nerveuses rétiniennes péripapillaire
cpRNFL
MA, MP, SLA
Complexe des cellules ganglionnaires maculaires et de la couche plexiforme interne
GC-IPL
MA et MP
Couche rétinienne interne
IRL
MP
Rapport couche nucléaire externe / couche plexiforme externe
L’OCT-SD (OCT à domaine spectral) est la méthode standard actuelle. La mesure du GC-IPL maculaire pourrait être plus sensible que l’épaisseur de la couche de fibres nerveuses rétiniennes (RNFL) péripapillaire pour évaluer la neurodégénérescence dans la MA, en raison de la caractéristique anatomique que cette région contient plus de 50 % du volume total des cellules ganglionnaires rétiniennes (RGC). 1)
La reproductibilité de la mesure de la RNFL péripapillaire par OCT-SD est élevée (ICC inter-examens = 0,927, CoV = 3,83 %), et elle est encore plus élevée pour le GC-IPL (ICC = 0,968, CoV = 1,91 %). 1)
L’OCT à source balayée (SS-OCT) est une technologie de nouvelle génération ; certaines études ont montré un amincissement rétinien dans la MP ainsi qu’une augmentation de l’épaisseur choroïdienne. 1)
L’OCTA visualise les capillaires rétiniens sans agent de contraste et permet de quantifier les indicateurs suivants.
Densité de longueur vasculaire (VLD) et densité de perfusion vasculaire (VPD) : une diminution dans les régions centrale, médiane et totale a été rapportée chez les patients atteints de PD. 1)
Indice de circularité de la FAZ (zone avasculaire fovéale) : une diminution a été montrée chez les patients atteints de PD. 1)
Plexus capillaire superficiel, profond et capillaire péripapillaire radial : leur association avec la MA est étudiée. 1)
Dans le domaine de la neuro-ophtalmologie, l’OCTA permet d’évaluer les capillaires péripapillaires radiaux (RPC) autour de la tête du nerf optique, ce qui permet de détecter une dilatation, une tortuosité et une diminution de la densité vasculaire dans les couches superficielles de la rétine. La diminution de la densité vasculaire est observée dans les zones où des défauts de la couche des fibres nerveuses (NFLD) sont visibles au fond d’œil.
L’utilité de l’OCT dans la différenciation entre la PSP et l’AMS a également été étudiée. En utilisant le rapport ONL:OPL comme indicateur, il a été rapporté qu’il permet de distinguer la PSP (rapport <5,03) de l’AMS (rapport >5,03) avec une sensibilité de 88 % et une spécificité de 91 %. 1)
QPeut-on diagnostiquer une maladie neurodégénérative uniquement par l'examen OCT ?
A
À l’heure actuelle, un diagnostic définitif n’est pas possible par l’OCT seul. L’OCT fournit des biomarqueurs suspects de maladies neurodégénératives, mais il est nécessaire de les différencier d’autres causes d’amincissement rétinien telles que le glaucome ou les changements liés à l’âge. Le diagnostic des maladies neurodégénératives repose toujours sur une évaluation clinique globale. 1)
Actuellement, l’examen OCT dans les maladies neurodégénératives est considéré comme un outil de recherche et de suivi, et aucun traitement spécifique basé sur les résultats de l’OCT n’est établi. Le traitement de chaque maladie neurodégénérative est principalement pris en charge par les neurologues.
La prise en charge ophtalmologique comprend ce qui suit :
Examens OCT réguliers : pour le suivi de l’évolution de la maladie.
Examens du champ visuel : pour évaluer la fonction visuelle.
Gestion de la sécheresse oculaire : Chez les patients atteints de MP, la sécheresse oculaire due à une diminution du clignement est un problème.
Prise en charge des troubles oculomoteurs : Insuffisance de convergence dans la MP, paralysie supranucléaire des muscles oculaires dans la PSP, etc.
Les similitudes entre la rétine et le cerveau sont multiples. 1)
Similitude embryologique : Au cours du développement, la rétine et le nerf optique se forment à partir du diencéphale. La rétine est un composant du SNC connecté au SNC via le nerf optique même après la naissance.
Similitude anatomique : La structure cellulaire en couches de la rétine, la présence de la barrière hémato-rétinienne et la composition de l’unité neurovasculaire (UNV) sont communes avec le cerveau. L’UNV est composée de neurones (cellules ganglionnaires, cellules amacrines, cellules horizontales, cellules bipolaires), de cellules gliales (cellules de Müller, astrocytes) et de cellules vasculaires (cellules endothéliales, péricytes).
Similitude physiologique : La barrière hémato-rétinienne et la barrière hémato-encéphalique maintiennent toutes deux un couplage fonctionnel via l’UNV. Les CGR, comme les neurones du SNC, présentent des réponses aux lésions telles que la dégénérescence axonale, la démyélinisation, la formation de cicatrices et la dégénérescence secondaire, et leur capacité de régénération est limitée.
On pense que la pathologie cérébrale de la MA (plaques de bêta-amyloïde, dégénérescence neurofibrillaire tau, perte neuronale) endommage les connexions neuronales des voies visuelles, entraînant une dégénérescence rétrograde du nerf optique et de la rétine. 1) Cependant, dans la variante d’atrophie corticale postérieure de la MA, où le cortex visuel occipital est principalement touché, aucune différence dans la RNFL péripapillaire n’a été détectée par rapport au groupe témoin, ce qui suggère que la dégénérescence rétrograde seule ne peut pas expliquer ces observations. 1)
Alternativement, l’hypothèse d’une pathologie commune a été proposée, selon laquelle la bêta-amyloïde, la tau fibrillaire et la neuroinflammation se produisent simultanément dans le cerveau et la rétine. La gliose réactive (épaississement de la RNFL) parfois observée dans la rétine interne au début de la MA pourrait précéder l’amincissement de la RNFL ou masquer un léger amincissement de la RNFL à l’OCT. 1)
De plus, la majeure partie du dépôt de bêta-amyloïde rétinien se trouve dans la GC-IPL, et une partie s’agrège autour des vaisseaux sanguins. La bêta-amyloïde rétinienne est qualitativement similaire aux plaques de bêta-amyloïde cérébrales, qui sont des lésions définissant la MA, et n’est détectée qu’en quantité minimale dans les groupes témoins non MA. 1)
La dopamine est un neurotransmetteur important dans la rétine, avec des cellules amacrines dopaminergiques présentes dans la couche nucléaire interne et la couche plexiforme interne. Les récepteurs de la dopamine ont été identifiés dans l’épithélium pigmentaire rétinien, les photorécepteurs, les cellules de Müller, les cellules bipolaires, les cellules horizontales et les cellules ganglionnaires. 1)
La dopamine module les champs récepteurs de la couche des cellules ganglionnaires pour la sensibilité au contraste spatial et la vision des couleurs, et participe également à l’adaptation à la lumière et à la régulation de la production de mélatonine. Des analyses post-mortem ont montré que les yeux des patients atteints de la maladie de Parkinson (MP) présentent une teneur réduite en dopamine par rapport aux témoins, 1) ce qui sous-tend les modifications structurelles et fonctionnelles de la rétine.
L’épaisseur de la couche rétinienne interne (IRL) parafovéolaire est réduite d’environ 15 % chez les patients atteints de MP par rapport aux témoins, ce qui est supposé être directement dû à la perte de cellules dopaminergiques. 1)
7. Recherches récentes et perspectives futures (rapports en phase de recherche)
Le MCI est un stade intermédiaire entre les problèmes de mémoire normaux liés à l’âge et la démence, et le MCI de type amnésique présente un risque élevé de progression vers la MA. L’OCT pourrait aider à différencier le MCI de la MA. Le MCI montre une perte de la couche des fibres nerveuses rétiniennes (RNFL) péripapillaire, mais moins prononcée que dans la MA, tandis que la MA affecte davantage le complexe couche des cellules ganglionnaires - couche plexiforme interne (GCC-IPL) que le MCI. 1)
Des études longitudinales ont montré que l’amincissement de la RNFL et du GC-IPL est associé à un futur déclin cognitif, et on espère que l’OCT pourrait devenir un biomarqueur non invasif pour prédire la MA préclinique. 1)
L’introduction de technologies informatiques de nouvelle génération (IA) dans l’analyse d’images rétiniennes progresse. Par rapport aux techniques d’imagerie cérébrale, l’IA est attendue pour le dépistage et la stratification des risques en imagerie rétinienne, qui présente les avantages d’être non invasive, relativement peu coûteuse et accessible dans les établissements de soins primaires. 1)
Spund et al. ont rapporté un amincissement et un élargissement de la dépression fovéale (foveal pit) chez les patients atteints de MP, suggérant que ce changement pourrait fournir une caractéristique quantifiable de la MP. 1) Des recherches sont en cours pour déterminer si la caractérisation mathématique des changements de la dépression fovéale peut devenir un outil de diagnostic et de prédiction de la progression de la MP.
L’évaluation des couches rétiniennes par SD-OCT est considérée comme prometteuse pour aider à différencier la PSP de la MP. Des différences significatives ont été trouvées dans la PSP par rapport à la fois aux témoins appariés selon l’âge et aux patients atteints de MP, et on espère qu’elle pourra servir d’outil diagnostique auxiliaire à l’avenir. 1)
Zou et al. ont montré que, par rapport à des témoins sains appariés selon l’âge, les yeux des patients atteints de la maladie de Parkinson présentent une diminution de l’épaisseur de la couche de fibres nerveuses rétiniennes (RNFL) dans le quadrant temporal, du volume maculaire total, de l’épaisseur rétinienne maculaire et de l’épaisseur de la couche complexe ganglionnaire-pléxiforme interne (GCL-IPL). Les données OCTA ont révélé une diminution de la densité linéaire vasculaire (VLD) dans les régions centrale, interne et totale, une diminution de la densité de perfusion vasculaire (VPD) dans toutes les régions, et une diminution de l’indice de circularité de la zone avasculaire fovéale (FAZ). 1)
Pour la sclérose latérale amyotrophique (SLA) et la maladie de Huntington, les études OCTA à grande échelle font encore défaut, et des recherches futures sont attendues. 1)
QÀ l'avenir, sera-t-il possible de détecter précocement la maladie d'Alzheimer uniquement par un examen oculaire ?
A
À l’heure actuelle, il s’agit encore d’un stade de recherche, et un diagnostic définitif par OCT seul est difficile. Cependant, des études longitudinales montrent que les biomarqueurs OCT (amincissement de la RNFL et de la GC-IPL) sont associés à un risque futur de déclin cognitif. Combinée à l’intelligence artificielle, cette technique pourrait potentiellement devenir un outil de dépistage dans les établissements de soins communautaires à l’avenir. 1)
Cheung CY, Mok V, Foster PJ, Trucco E, Chen C, Wong TY. Retinal imaging in Alzheimer’s disease. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 2021;92(9):983-994. doi:10.1136/jnnp-2020-325347
McConnachie DJ, Stow JL, Mallett AJ. Ciliopathies and the Kidney: A Review. Am J Kidney Dis. 2021;77(3):410-419. PMID: 33039432.
Gaire BP, Koronyo Y, Fuchs DT, Shi H, Rentsendorj A, Danziger R, et al. Alzheimer’s disease pathophysiology in the Retina. Prog Retin Eye Res. 2024;101:101273. PMID: 38759947.
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