Dans le domaine de l’ophtalmologie, les cellules souches mésenchymateuses représentent une nouvelle voie de recherche avec des applications possibles dans les pathologies de la cornée mais également de la rétine et du nerf optique.

La cornée, première lentille transparente localisée à la surface de l’œil, a été l’un des tissus précurseurs dans le domaine de la thérapie cellulaire. Les opacités cornéennes associées aux insuffisances en cellules souches épithéliales limbiques (ICSL)¹ ont fait l’objet d’études chez l’homme dès la fin des années 1990 [ 1, 2]. Si les formes strictement unilatérales d’ICSL sont généralement traitées par une autogreffe de limbe provenant de l’œil sain, les formes bilatérales ont longtemps été des impasses thérapeutiques. S’il persiste des cellules prélevables sur au moins l’un des deux yeux, les cellules épithéliales cornéennes peuvent être amplifiées au laboratoire, puis les feuillets épithéliaux cultivés greffés, avec des résultats satisfaisants. Dans le cas d’atteintes bilatérales, des cellules épithéliales de muqueuse buccale ont été utilisées, amplifiées puis greffées sur les cornées lésées, ce qui a permis de restaurer une transparence cornéenne compatible avec l’autonomie des patients traités [ 3]. Cependant, ces techniques ne sont pas réalisées en routine et le pronostic de ce type de thérapie cellulaire se heurte à de nombreux échecs, notamment en cas de pathologies inflammatoires chroniques de la surface oculaire. Les CSM sont particulièrement étudiées in vitro et in vivo pour leurs propriétés anti-inflammatoires et anti-fibrotiques ainsi que pour leur rôle de soutien de la croissance des cellules souches épithéliales [ 4, 27] (→).

(→) Voir l’article de C. Ménard et K. Tarte et, page 269 de ce numéro

Des cellules souches mésenchymateuses ayant de nombreuses homologies avec les CSM issues de la moelle osseuse ont d’ailleurs été identifiées au niveau de la périphérie cornéenne où elles pourraient participer au microenvironnement - à la « niche » - des cellules souches limbiques et avoir une action trophique sur ces cellules. Des études expérimentales chez l’animal décrivent l’effet bénéfique des CSM sur la cicatrisation cornéenne après application de milieu conditionné de CSM ou même après injection de CSM dans le tissu lésé [ 5- 9]. En dehors de ce rôle de modulation de la cicatrisation cornéenne et de protection du microenvironnement des cellules souches épithéliales cornéennes résidentes, certaines études rapportent la transdifférenciation des CSM (→) [ 28] en cellules épithéliales in vitro ou même in vivo lorsqu’elles sont greffées sur une surface oculaire blessée. De telles propriétés ont été observées dans des modèles de brûlures chimiques chez le rat et le lapin. Les CSM pourraient ainsi représenter une nouvelle source cellulaire dans le traitement des ICSL sévères [ 10- 12].

(→) Voir l’article de P. Charbord et L. Casteilla, page 261 de ce numéro

Les opacités cornéennes du stroma (derme) cornéen pourraient également être traitées par injection de CSM. L’organisation semi-cristalline de la matrice extracellulaire cornéenne et les propriétés de faible diffraction de la lumière des kératocytes (fibroblastes qui synthétisent cette matrice) concourent à la transparence cornéenne. Si l’injection de fibroblastes cutanés dans le stroma cornéen est à l’origine d’une inflammation et d’une perte de transparence cornéenne, des études ont démontré la survie et la différenciation en kératocytes de CSM médullaires injectées au niveau du stroma cornéen et la préservation de la transparence cornéenne. De plus, dans des modèles murins d’opacités cornéennes héréditaires, l’injection de CSM humaines a permis la restauration de la transparence des cornées traitées [ 13- 16]. Ces cellules humaines, injectées dans le stroma de souris déficientes en lumican (un protéoglycane de la matrice extracellulaire), étaient capables d’y produire la forme humaine de ce protéoglycane et de rétablir l’organisation matricielle stricte nécessaire à la transmission de la lumière et à la transparence cornéenne.

Les propriétés thérapeutiques des CSM ont également été évaluées au cours des pathologies rétiniennes. Chez le rat, dans un modèle de rétinopathie pigmentaire héréditaire, l’injection de CSM dans l’espace sous rétinien ou par voie intraveineuse a permis de ralentir l’évolution de la dégénérescence rétinienne [ 17- 21]. Dans le même contexte, une autre approche élégante consiste à réaliser des injections intraoculaires de CSM génétiquement modifiées pour produire des facteurs de neuroprotection [ 22]. Dans ces différents modèles expérimentaux, l’effet bénéfique rapporté n’était pas constamment associé à la survie au long cours des CSM. En effet, si in vitro ces cellules peuvent exprimer certains marqueurs de cellules de l’épithélium pigmentaire ou même de photorécepteurs, la différenciation des CSM en cellules rétiniennes observée dans certaines études n’est néanmoins pas nécessaire à leur effet thérapeutique in vivo, soulignant ainsi l’importance de leur rôle trophique.

Cet effet neuroprotecteur des CSM a également été démontré dans des pathologies traumatiques ou dégénératives (glaucome chronique à angle ouvert) du nerf optique, dans des modèles murins. Dans ces études, les CSM étaient d’origine humaine ou autologue, génétiquement modifiées ou non pour la production de facteurs neurotrophiques [ 23, 24].

L’intérêt croissant pour les CSM en ophtalmologie repose sur leurs propriétés immunomodulatrices, anti-inflammatoires, trophiques et sur leur plasticité. Ces propriétés sont particulièrement adaptées au traitement des pathologies oculaires de la cornée au nerf optique.

Les auteurs déclarent n’avoir aucun conflit d’intérêts concernant les données publiées dans cet article.