La thérapie génique utilisant des vecteurs viraux est une technique visant à compléter ou réparer des gènes défectueux. L’œil possède trois caractéristiques — privilège immunitaire, barrière hémato-rétinienne et cellules différenciées terminales — qui en font un organe particulièrement adapté à la thérapie génique.
Le privilège immunitaire est un mécanisme par lequel l’œil limite les réactions inflammatoires pour préserver la fonction visuelle. Des molécules immunomodulatrices suppriment les cellules inflammatoires et réduisent la réponse immunitaire contre le transgène. La barrière hémato-rétinienne limite l’exposition systémique aux médicaments, réduisant les effets secondaires. La composition en cellules différenciées terminales (photorécepteurs et cellules RPE) réduit intrinsèquement le risque d’intégration chromosomique et de mutagenèse insertionnelle.
Plus de 270 mutations génétiques responsables de maladies rétiniennes héréditaires (IRD) ont été découvertes, affectant principalement les photorécepteurs ou les cellules RPE. La plupart des IRD étant des maladies monogéniques, elles constituent des cibles idéales pour la thérapie génique de remplacement.
En décembre 2017, la FDA a approuvé le voretigene neparvovec (nom commercial : Luxturna), développé par Spark Therapeutics. L’EMA l’a également approuvé en 20185). Il s’agit du premier produit de thérapie génique oculaire au monde, ciblant les IRD (LCA2 et rétinite pigmentaire) liées à des mutations bialléliques du gène RPE65.
L’œil possède un privilège immunitaire, une barrière hémato-rétinienne et un espace clos, permettant d’administrer efficacement de faibles volumes de vecteurs aux cellules cibles. De plus, la rétine est composée de cellules différenciées terminales non divisibles, assurant une expression stable et à long terme du gène. Ces facteurs accélèrent le développement de la thérapie génique en ophtalmologie.
Les symptômes des maladies rétiniennes héréditaires traitées par thérapie génique varient selon la maladie, mais les principaux sont les suivants :
Fond d'œil dans la LCA2
Dépôts pigmentaires en ostéoblaste : dépôts granulaires noirs autour des vaisseaux rétiniens et dans la région périphérique moyenne. Classique dans la RP.
Rétrécissement des vaisseaux rétiniens : les artères deviennent plus fines avec la progression.
Pâleur de la papille optique : observée aux stades avancés.
Diminution de la FAF : réduction de l’autofluorescence due à un trouble du cycle visuel. Caractéristique de la RPE65-IRD.
Complications après traitement par VN
Atrophie chorio-rétinienne (CRA) : rapportée dans 13 à 28 % des cas après chirurgie. Peut survenir en dehors du site de rétinotomie 2).
Formation de bulles sous-rétiniennes : état de décollement temporaire des photorécepteurs et de l’EPR après injection sous-rétinienne.
Vitréite : réaction inflammatoire survenant principalement en début de traitement
Cataracte sous-capsulaire postérieure : rapportée dans les cas à long terme1)
Les principaux vecteurs viraux utilisés en thérapie génique ophtalmique sont l’AAV, l’adénovirus et le lentivirus. Leurs caractéristiques sont présentées ci-dessous5).
| Vecteur | Acide nucléique | Capacité | Immunogénicité | Mutagenèse insertionnelle |
|---|---|---|---|---|
| AAV | ADN simple brin | ~4,7 kb | Faible | Faible (épisomique) |
| Adénovirus | ADN double brin | Jusqu’à 37 kb | Élevée | Faible (épisomique) |
| Lentivirus | ARN simple brin | 8 à 10 kb | Moyenne | Oui (intégration chromosomique) |
L’AAV est un virus à ADN simple brin non enveloppé appartenant à la famille des Parvoviridae. C’est actuellement le vecteur le plus largement utilisé en thérapie génique rétinienne5).
Les avantages de l’AAV sont les suivants5) :
13 sérotypes distincts ont été identifiés, dont AAV2, AAV4, AAV5 et AAV8 sont principalement utilisés en ophtalmologie. L’AAV2 infecte avec succès la rétine interne depuis le vitré, mais l’atteinte de la rétine externe est limitée. L’injection sous-rétinienne d’AAV2 et d’AAV8 montre une introduction efficace dans l’EPR et les photorécepteurs, respectivement.
Environ 70% de la population générale possède des anticorps préexistants contre AAV2, et 38% contre AAV8. Ces anticorps neutralisants étant associés à une diminution de l’expression génique, les vecteurs basés sur AAV8 pourraient être plus efficaces que ceux basés sur AAV2.
La capacité d’encapsulation est limitée à environ 4,7 à 4,8 kb, ce qui ne permet pas de traiter des gènes de grande taille comme ABCA4 (maladie de Stargardt) ou MYO7A (syndrome d’Usher)5).
C’est un virus à ADN double brin sans enveloppe, pouvant transporter jusqu’à 37 kb de gènes. Il a la caractéristique de commencer l’expression dans les 48 heures suivant l’injection. Cependant, il provoque une forte réponse immunitaire, et des effets secondaires graves tels que fièvre, lésions hépatiques, infection généralisée et décès ont été rapportés. Actuellement, en ophtalmologie, il n’est utilisé que dans un seul essai sur le rétinoblastome5).
C’est un rétrovirus à ARN simple brin dérivé du VIH, du virus de l’anémie infectieuse équine (EIAV), etc. Il peut transporter des gènes de 8 à 10 kb, est efficace pour transduire les cellules de l’EPR mais ne cible pas efficacement les photorécepteurs. Contrairement à l’AAV et à l’adénovirus, il intègre l’ADN complémentaire dans le chromosome, ce qui comporte un risque de mutagenèse insertionnelle5). Des vecteurs EIAV sont utilisés dans des essais cliniques pour la maladie de Stargardt et le syndrome d’Usher (USH1B).
La capacité de l’AAV étant limitée à environ 4,7 à 4,8 kb, les maladies nécessitant le codage de grands gènes dépassant cette taille, comme ABCA4 (maladie de Stargardt), MYO7A (syndrome d’Usher) ou EYS, ne peuvent pas être traitées par AAV5). Dans ce cas, les vecteurs lentiviraux sont une option, mais ils comportent un risque d’intégration chromosomique.
Il existe principalement trois voies d’administration pour la thérapie génique virale ophtalmique. Les caractéristiques et indications de chaque voie sont présentées ci-dessous.
Injection intravitréenne
Invasivité : la moins invasive. Peut être réalisée en ambulatoire sous anesthésie locale.
Zone atteinte : principalement la rétine interne. L’atteinte de la rétine externe (EPR, photorécepteurs) est fortement entravée par la membrane limitante interne (MLI)5).
Réaction immunitaire : la réponse immunitaire humorale est souvent forte. Des anticorps neutralisants sont produits, ce qui peut affecter l’administration du même vecteur dans l’œil controlatéral.
Complications : endophtalmie, décollement de rétine (incidence < 1 %).
Injection sous-rétinienne
Invasivité : la plus élevée. Une vitrectomie par la pars plana en salle d’opération est nécessaire.
Site d’accès : accès direct à la rétine externe (EPR/photorécepteurs). Le vorétigène néparvovec est administré par cette voie 5).
Réaction immunitaire : réaction humorale minimale. Moins d’inflammation que l’injection intravitréenne 5).
Complications : trou maculaire, hémorragie sous-rétinienne, fibrose, décollement de rétine.
L’administration suprachoroidienne est une voie relativement nouvelle qui peut cibler largement l’EPR périphérique et la choroïde, et pourrait éviter la manipulation directe de la macula 5).
Réalisée en salle d’opération sous anesthésie rétrobulbaire (ou générale). Après désinfection de la surface oculaire à l’iode, une vitrectomie par la pars plana est effectuée avec des instruments de calibre 23 ou 25. Ensuite, une canule de calibre 41 est placée dans l’espace sous-rétinien, une bulle est formée par injection de solution de perfusion intraoculaire (BSS), puis le vecteur viral est administré. L’OCT peropératoire est utile pour localiser le site et améliorer la précision de l’injection.
En postopératoire, le patient est maintenu en décubitus dorsal pendant 2 à 24 heures pour retenir le liquide au pôle postérieur. La prednisone orale est administrée pendant 21 à 61 jours après l’opération, avec une diminution progressive après les deux premières semaines. Le suivi comprend l’évaluation de l’acuité visuelle, du champ visuel, de la micropérimétrie, de l’ERG, de l’OCT, de la photographie du fond d’œil et de l’autofluorescence (AF).
Voretigène néparvovec (Luxturna) est un produit de thérapie génique virale ophtalmique approuvé par la FDA (2017) et l’EMA (2018) pour les IRD liées à des mutations bialléliques du gène RPE655). Il utilise un vecteur AAV2 contenant le transgène RPE65, administré par injection sous-rétinienne pour cibler les cellules RPE survivantes.
L’essai de phase III a inclus 29 patients âgés de 3 ans et plus avec une acuité visuelle ≤ 20/60, montrant une amélioration de la vision fonctionnelle mesurée par le test de mobilité à plusieurs luminosités (MLMT) (une inflammation légère a été observée chez 2 patients, sans complications graves).
Les critères d’éligibilité sont les suivants :
| Maladie | Gène | Vecteur | Voie d’administration |
|---|---|---|---|
| Rétinoschisis lié à l’X (XLRS) | RS1 | AAV | Intravitréenne |
| Maladie de Stargardt | ABCA4 | EIAV (lentivirus) | Sous-rétinien |
| Choroïdérémie | CHM (REP1) | AAV2 | Sous-rétinien |
| Rétinite pigmentaire (liée à l’X) | RPGR | AAV8/AAV9 | Sous-rétinien |
| Achromatopsie | CNGA3/CNGB3 | AAV | Sous-rétinien |
| Dégénérescence maculaire liée à l’âge néovasculaire | aflibercept | AAV2 | Intravitréen |
| LHON | ND4 | AAV2 | Intravitréen |
Actuellement, plus de 30 essais cliniques de thérapie génique de remplacement en ophtalmologie sont en cours.
La présence de mutations pathogènes bialléliques du gène RPE65 et la persistance de cellules rétiniennes viables traitables sont des prérequis pour l’indication 5). La cécité complète avec une fonction visuelle quasi nulle rend le traitement peu efficace, il est donc important de traiter lorsque des fonctions résiduelles sont encore détectables.
La RPE65 (rétinoïde isomérohydrolase) est une enzyme fortement exprimée dans les cellules de l’EPR, qui convertit les esters de rétinyle tout-trans en 11-cis-rétinol dans le cycle visuel. Un déficit en RPE65 entraîne une carence en 11-cis-rétinal (un dérivé de la vitamine A nécessaire à la formation des pigments photorécepteurs), perturbant la phototransduction dans les photorécepteurs.
La capside de l’AAV est formée d’une structure en barillet bêta et de boucles exposées en surface ; les boucles de surface déterminent le tropisme tissulaire 5). Selon la voie d’administration, les cellules contactées par la capside diffèrent, donc les cellules transduites dépendent de la combinaison voie d’administration/capside.
Le tropisme pour l’EPR et les photorécepteurs selon le sérotype est le suivant :
Les protéines étrangères et l’ADN étranger sont connus comme des facteurs pro-inflammatoires et peuvent provoquer une inflammation même dans l’environnement intraoculaire immunoprivilegié. L’injection intravitréenne disperse le vecteur dans toute la cavité vitréenne, favorisant une réponse immunitaire humorale. En revanche, l’injection sous-rétinienne assure un meilleur masquage du vecteur vis-à-vis du système immunitaire, avec moins de réaction inflammatoire 5).
La capside provoque spécifiquement une inflammation intravitréenne, tandis que le matériel génétique est impliqué dans l’inflammation des segments antérieur et postérieur. Il a été confirmé que des capsides vides provoquent également une vitréite après injection intravitréenne.
Le mécanisme de la CRA après traitement VN n’est pas complètement élucidé, mais plusieurs facteurs sont probablement impliqués.
Kolesnikova et al. (2022) ont rapporté un suivi de 8 ans chez un patient traité par VN à l’âge de 11 ans et ayant développé une atrophie choroïdienne rétinienne à 19 ans4). Avant le traitement, l’autofluorescence était presque absente, mais lors des suivis à 6 et 8 ans, une autofluorescence a été détectée dans la région parafovéale, indiquant une fonction continue du cycle visuel. À 8 ans, l’acuité visuelle des deux yeux était revenue aux valeurs de base pré-traitement et la maladie était stable.
Merle et al. (2025) ont rapporté les résultats à court terme du traitement par VN chez 4 enfants (6-12 ans) atteints de RPE65-IRD légère3). Une amélioration du seuil de stimulation du champ visuel (FST) a été confirmée dans tous les cas, indiquant un sauvetage des bâtonnets. Une atrophie choroïdienne rétinienne (CRA) au site de la rétinotomie a été observée dans 3 cas, mais sans progression. Un traitement précoce, lorsque la dégénérescence rétinienne est moins avancée, pourrait réduire le risque de CRA à expansion rapide.
Ku et al. (2024) ont rapporté 4 cas (traitement initial à 6-11 ans, administration de VN à 12-21 ans) où un VN a été administré ultérieurement dans l’œil controlatéral traité avec un vecteur AAV différent (rAAV2-CB-hRPE65)2). Une CRA est survenue dans l’œil traité par VN chez 3 des 4 cas (délai de 5 à 22 mois). Bien qu’une amélioration du FST ait été confirmée dans tous les cas, l’incidence de la CRA était significativement plus élevée (15-75 %). Les auteurs ont proposé un mécanisme combiné d’immunisation et de stress métabolique. L’administration de vecteurs différents dans des yeux différents nécessite une évaluation minutieuse.
Évolution dirigée : L’optimisation artificielle des capsides d’AAV permet de développer des vecteurs capables de traverser l’épaissie membrane limitante interne des primates pour atteindre la rétine externe5). Cela pourrait permettre l’administration de gènes à la rétine externe même par injection intravitréenne.
RdCVF (facteur de survie des cônes dérivé des bâtonnets) : Il est étudié comme stratégie neuroprotectrice pour favoriser la survie des cônes5). Il pourrait constituer un traitement commun à plusieurs sous-types génétiques.
Édition génétique (CRISPR/Cas9) : Des recherches précliniques sur la chirurgie génomique médiée par AAV sont en cours, notamment pour des applications dans la dégénérescence maculaire liée à l’âge et les maladies dues à des mutations dominantes5).
Administration suprachoroidienne : Cette nouvelle voie est étudiée pour permettre un traitement étendu de l’EPR et de la choroïde périphériques5).
De nombreux rapports indiquent que même dans les yeux présentant une CRA, l’acuité visuelle (BCVA) est maintenue et l’amélioration du FST tend à persister 4). Cependant, si la CRA s’étend à la fovéa, l’impact sur la vision est préoccupant. Le schéma de croissance de la CRA varie considérablement d’un individu à l’autre, nécessitant une surveillance d’imagerie à long terme.
