Transmission de l’information visuelle, pharmacotoxicité rétinienne et neuroprotection
Contact
- Directeur d’équipe : Serge Picaud
- E-mail : serge.picaud@inserm.fr
- Téléphone : 01 53 46 25 92
- Membres de l’équipe
Présentation
La rétine réalise un véritable traitement de l’information visuelle avant son envoi au cerveau. Ce traitement des images visuelles permet notamment d’augmenter les contrastes au bord des objets et de détecter les éléments en mouvement horizontal, vertical voire en approche frontale. Cependant, les mécanismes moléculaires sous-jacents à ce traitement de l’information visuelle restent encore souvent énigmatiques alors que leur compréhension permettrait de mieux appréhender l’évolution de pathologies rétiniennes voire intervenir sur les processus neurodégénératifs.
Le but des recherches effectuées par notre équipe porte sur les mécanismes du traitement de l’information visuelle par la rétine afin d’en tirer parti pour élaborer de nouvelles stratégies neuroprotectrices ou réhabilitatrices.
1. Nous avons ainsi étudié les mécanismes d’inhibition latérale qui augmente les contrastes au bord des objets dès le niveau des photorécepteurs de type cônes responsable de la vision des couleurs. Pour examiner l’implication de ces mécanismes dans la dégénérescence des cellules rétiniennes, nous avons analysé l’origine de la toxicité rétinienne du vigabatrin (Sabril), un médicament anti-épileptique. En effet, ce médicament renforce les mécanismes inhibiteurs tant dans le cerveau, limitant ainsi les crises d’épilepsie, que dans la rétine. Notre travail montre que le médicament induit la perte des photorécepteurs responsables de la vision des couleurs puis des autres photorécepteurs responsables de la vision nocturne. De plus, nous avons montré que cette dégénérescence des photorécepteurs résulte d’une phototoxicité consécutive au traitement. Ces résultats permettent maintenant de proposer une stratégie thérapeutique anti-épileptique préservant la vision des patients mais tirant toujours parti de la très grande efficacité du vigabatrin. La compréhension de ces mécanismes de mort des photorécepteurs est très importante pour le traitement de certaines pathologies rétiniennes.
2. Dans de nombreuses pathologies rétiniennes, aucun traitement ne permet de préserver les photorécepteurs. Nous avons donc entrepris de développer une approche pour restaurer une vision utile chez les patients aveugles. Cette approche propose de stimuler électriquement à l’aide d’une prothèse rétinienne ou rétine artificielle les deux couches de cellules nerveuses restant après la disparition des photorécepteurs. Les premiers essais cliniques décrits dans la littérature ont permis aux patients de retrouver des capacités d’orientation dans l’espace et d’identification d’objets connus et très contrastés. Notre objectif est d’augmenter la résolution de ces prothèses, c’est-à-dire le nombre de leurs pixels, pour autoriser la lecture et la locomotion autonome. Cet enjeu nécessite un saut technologique pour produire des électrodes induisant une activation des neurones sur des zones plus restreintes dans la rétine afin d’augmenter la densité et le nombre des électrodes. Pour valider ces nouvelles technologies, nous enregistrons sur des rétines d’animaux aveugles le signal que les cellules ganglionnaires rétiniennes envoient au cerveau.
Implant de rétine artificielle
3. La caractérisation de l’activité des cellules ganglionnaires rétiniennes pour le projet précédent, dans les conditions normales ou pathologiques nous a amené à travailler sur la dégénérescence de ces cellules dans le glaucome. En effet, dans cette pathologie, la perte de vision résulte de la disparition des cellules ganglionnaires rétiniennes connectées au cerveau. Notre objectif est de révéler de nouveaux mécanismes augmentant la survie de ces cellules dans différents modèles cellulaires de glaucome (culture pure en cellules ganglionnaires, explants rétiniens).
Ces recherches devraient permettre de comprendre comment nous percevons notre environnement mais aussi d’élaborer de nouvelles approches thérapeutiques pour les pathologies rétiniennes avec dégénérescence des photorécepteurs (e.g. Dégénérescence maculaire liée à l’âge, rétinopathie pigmentaire) ou des cellules ganglionnaires (glaucome). Les techniques physiologiques développées offrent également la possibilité de valider de nouveaux prototypes de prothèses rétiniennes. La plateforme d’évaluation morphofonctionnelle de la rétine animale mise en place dans ce cadre à l’Institut de la Vision servira également aux autres équipes pour caractériser leurs modèles et valider leurs approches thérapeutiques.
Axes de recherche
- Photorécepteurs : intégration de l’information visuelle (inhibition latérale) et mécanismes de dégénérescence
- Prothèses rétiniennes et restauration d’une vision utile après dégénérescence des photorécepteurs
- Mécanismes de dégénérescence et survie des cellules ganglionnaires dans le glaucome
Pour soutenir la recherche sur les maladies oculaires : cliquez ici
Membres de l’équipe
- Bogdan Kolomiets (Post-Doc, Fondation Rothschild)
- Lucia Cadetti (Post-Doc FRM)
- Nicolas Froger (Post-Doc ANR)
- Mathias Fradot (Post-Doc ANR)
- Larissa Moutsimilli (Post-Doc Servier)
- Romain Caplette (I, Servier)
- Valérie Forster-Fradot (AI, INSERM)
- Manuel Simonutti (AI, INSERM)
- Elisabeth Dubus (AI, Fondation Rotschild)
- Julie Degardin (AI FOVEA)
- Laurent Chicaud (AI FOVEA)
- Pauline Gaudoin (AI, Servier))
- Laurent Guyomard (Doctorant, Paris 6)
- Firas Jammoul (Doctorant, Paris 6)
- David Gaucher (Doctorant, Paris 6)
- Fideline Bonnet (Master, Paris 6)
Dernières publications
Jammoul F, Wang Q, Nabbout R, Coriat C, Duboc A, Simonutti M, Dubus E, Craft C, Ye W, Collins S, Dulac O, Chiron C, Sahel J-A, Picaud S. Taurine deficency is a cause of vigabatrin-induced retinal phototoxicity. Ann Neurol 2009, 65:98-107
Gong J, Jellali A, Forster V, Mutterer J, Dubus E, Altrock WD, Sahel JA, Rendon A, Picaud S. The toxicity of the PrP106-126 prion peptide on cultured photoreceptors correlates with the prion protein distribution in the mammalian and human retina.
Am J Pathol. (2007) 170:1314-24.
Balse E., Tessier L.-H., Forster V., Roux M.J., Sahel J.A. and Picaud S.
Glycine receptors in a population of adult mammalian cones
J. Physiol. (Lond.) (2006) 571:391-401.
Vallazza-Deschamps G., Cia D., Gong J., Jellali A., Duboc A., Forster V., Sahel J.A., Tessier L.H., Picaud S.
Excessive activation of cyclic nucleotide-gated channels contributes to neuronal degeneration of photoreceptors.
European Journal of Neuroscience (2005) 22 : 1013-1022.
Duboc A., Hanoteau N., Simonutti M., Rudolf G., Nehlig A., Sahel J.A., Picaud S.
Vigabatrin, the GABA-transaminase inhibitor, damaged cone photoreceptors in rats.
Annals of Neurology (2004) 55 : 695-705.
Pattnaik B., Jellali A., Sahel J., Dreyfus H. and Picaud S.
GABAC receptors are localized with protein MAP1B in mammalian cone photoreceptors
J. Neurosci. (2000) 20 : 6789-6796.
Frasson M, Sahel JA, Fabre M, Simunotti M, Dreyfus H, Picaud S.
Retinitis pigmentosa : Rod photoreceptor rescue by a calcium channel blocker in the rd mouse.
Nature Medicine (1999) 10 : 1183-1187.
Ouvrages
Sahel JA, Picaud S, Safran A
Vision artificielle : Les prothèses rétiniennes. (2007) L’homme artificiel, Jean Pierre Changeux (Ed), Editions Odile Jacob
Picaud S.
Retinal Biochemistry (2002) Adler’s Physiology of the eye, 10th edition. Paul L. Kaufman, Albert Alm (Eds), Mosby, Elsevier, chapitre 13, pp 382-408.
