On dit souvent que les yeux sont des fenêtres sur l’âme, mais selon des recherches récentes, ils pourraient également révéler les premiers signes de la maladie d’Alzheimer, une maladie neurodégénérative qui touche plus de six millions de personnes aux États-Unis et 55 millions de personnes mondial.
Un sept ans analyse a établi un lien entre les changements physiques dans une région de l’œil appelée rétine et ce qui se passe dans le cerveau pendant la maladie d’Alzheimer, dès ses premiers stades lorsque les patients ne présentent qu’une légère déficience cognitive.
“La maladie d’Alzheimer commence très tôt en termes de changements pathologiques, qui peuvent survenir des décennies avant les symptômes”, explique Maya Koronyo-Hamaoui, neuroscientifique au Cedars Sinai Medical Center de Los Angeles, qui a dirigé la nouvelle étude et collaboré avec des chercheurs en Italie. et l’Australie. Si les cliniciens pouvaient diagnostiquer de manière fiable le trouble au cours de cette période avant l’apparition des symptômes, ils pourraient essayer des interventions pour ralentir sa progression. De nouveaux médicaments sur le marché, comme lecanemabpar exemple, cibler les patients présentant une déficience légère avant que les symptômes ne deviennent irréversibles.
Située au fond de l’œil, la rétine traduit la lumière en signaux électriques qui se rendent au cerveau. L’examen de l’œil peut sembler une stratégie improbable pour le dépistage de la maladie d’Alzheimer, mais en fait « c’est la seule partie du système nerveux central que vous pouvez voir directement chez une personne vivante, [which isn’t obscured by bone]donc les gens regardent l’œil dans la maladie d’Alzheimer depuis un certain temps », explique Alan J. Lerner, neurologue au University Hospitals Cleveland Medical Center dans l’Ohio qui a traité des patients atteints de démence pendant plus de 30 ans.
L’équipe de Koronyo-Hamaoui a découvert que des niveaux plus élevés de protéine bêta-amyloïde – une caractéristique de la maladie d’Alzheimer – dans la rétine correspondaient à des niveaux plus élevés dans le cerveau et à un déclin cognitif plus sévère. En fait, la quantité de cette protéine mal repliée dans la rétine d’un patient était plus efficace pour prédire ses résultats aux tests cognitifs que les tests révélant la densité des plaques cérébrales – des amas de protéine bêta-amyloïde – présentes dans le cerveau.
Sur la base de ces nouveaux travaux, qui ont été effectués à l’aide de cadavres et d’échantillons de tissus, plusieurs essais cliniques sont en cours pour déterminer si la mesure des dépôts amyloïdes dans la rétine est un moyen précis de diagnostiquer la maladie d’Alzheimer à un stade précoce chez des patients vivants.
Lerner, qui n’était pas impliqué dans la recherche, appelle de tels efforts pour développer des tests de diagnostic “un changement radical” dans la façon dont la communauté scientifique considère la maladie d’Alzheimer. “Nous passons vraiment ces dernières années d’un diagnostic clinique, basé sur les symptômes, à une définition biologique, basée sur des biomarqueurs”, ou des signaux mesurables tels que la glycémie à jeun pour le diabète.
Ce que révèle la rétine
L’étude post-mortem, qui a examiné des échantillons de tissus rétiniens et cérébraux de 86 donneurs humains, a examiné des biomarqueurs potentiels dans la rétine et les a liés à des indicateurs connus de la maladie d’Alzheimer comme les plaques amyloïdes (entre les neurones) et les enchevêtrements neurofibrillaires (à l’intérieur des neurones). Ils ont également examiné la relation entre les lésions rétiniennes et le déclin cognitif. Dans 39 cas, les chercheurs ont évalué la rétine et le cerveau d’un même sujet, permettant une comparaison directe. Les donneurs allaient des personnes en bonne santé à celles atteintes de troubles cognitifs légers (MCI) en passant par les patients atteints de la maladie d’Alzheimer et de démence.
Il s’agit de la première analyse quantitative des rétines de patients MCI, qui constituent une population importante car ces personnes connaissent les premiers stades symptomatiques de la maladie d’Alzheimer, explique Yosef Koronyo, neuroscientifique également au Cedars Sinai Medical Center, qui a développé de nombreuses techniques. utilisé dans la recherche actuelle. Des changements dans la rétine entre les individus en bonne santé et ce groupe pourraient identifier les patients qui n’ont pas évolué vers la démence, tandis que des changements supplémentaires à mesure que la maladie d’Alzheimer s’aggrave pourraient suivre sa progression.
Pour visualiser ces biomarqueurs, Koronyo-Hamaoui et son équipe les ont marqués avec des composés qui brillent en présence de lumière, une technique appelée immunofluorescence. “Ensuite, vous pouvez les compter ou compter la zone qu’ils couvrent, et cela vous donne beaucoup d’informations sur la pathologie”, explique Koronyo-Hamaoui. Les chercheurs ont supposé que, tout comme la maladie d’Alzheimer affecte certaines régions du cerveau plus que d’autres, la maladie endommage certaines zones de la rétine plus tôt ou plus tard dans la progression de la maladie. Et, comme ils l’avaient prédit, de nombreux biomarqueurs sont d’abord élevés dans la couche interne de la rétine – celle exposée à la lumière – et en particulier dans les régions les plus éloignées du centre de l’œil. Comprendre quelles zones sont touchées en premier aide les médecins à se concentrer sur des emplacements spécifiques lorsqu’ils effectuent des examens de la vue.
Les niveaux de «bêta-amyloïde dans la rétine augmentent très tôt et vous donnent la plus grande séparation entre la cognition normale et le MCI», explique Koronyo-Hamaoui. Par rapport aux témoins sains, les rétines des patients MCI contenaient cinq fois plus de bêta-amyloïde ; les niveaux chez les patients atteints de la maladie d’Alzheimer étaient neuf fois plus élevés.
Dans la maladie d’Alzheimer, on pense que l’accumulation de plaque et d’autres détritus dans le cerveau déclenche une réponse immunitaire, entraînant une inflammation galopante, la mort des neurones et des connexions anormales entre eux. Ainsi, Koronyo-Hamaoui et ses collègues ont également examiné les cellules immunitaires de la rétine, qui protègent normalement le système contre les agents pathogènes et les blessures.
Stimulées par l’accumulation de bêta-amyloïde en excès, les rétines des patients atteints de MCI et de la maladie d’Alzheimer contenaient plus de cellules immunitaires activées que celles des témoins sains. Mais les chercheurs ont remarqué que ces cellules étaient 80 % moins efficaces pour éliminer les protéines toxiques. “Cela devient ce cercle vicieux”, déclare Koronyo-Hamaoui. “Tout l’environnement est blessé et malade.” Les cellules immunitaires deviennent également défectueuses, mais on ne sait pas si cela entraîne ou est une conséquence de la maladie.
De même, les scientifiques ont cartographié d’autres symptômes de maladie dans la rétine et leurs relations entre eux ainsi qu’avec ceux du cerveau, comme l’amincissement du tissu rétinien, qui reflète la quantité de mort cellulaire, et le dysfonctionnement des cellules de soutien comme les astrocytes. qui maintiennent la rétine en bonne santé.
Pour Ruogu Fang, chercheur en IA médicale à l’Université de Floride à Gainesville qui utilise l’apprentissage automatique pour détecter les maladies neurodégénératives, ces travaux confirment l’importance de la rétine dans la maladie d’Alzheimer. “Cela ajoute une autre couche de confiance”, dit-elle, “pour montrer que les changements anatomiques, moléculaires, cellulaires et même fonctionnels de la rétine peuvent refléter des changements dans le cerveau.”
Du laboratoire au cabinet du médecin
L’équipe a également comparé les niveaux de protéines dans les rétines et les cerveaux d’individus en bonne santé par rapport aux patients atteints de la maladie d’Alzheimer. Parmi leurs découvertes : les niveaux de protéines importantes pour le maintien des cellules détectant la lumière de la rétine chutent chez les patients atteints d’Alzheimer, ce qui implique que les photorécepteurs sont particulièrement vulnérables aux ravages de cette maladie et fournissent un mécanisme biologique derrière les problèmes de vision de certains patients.
Dans l’ensemble, une image se développe qui relie l’accumulation d’amyloïde à l’inflammation et à la dégénérescence neurale et finalement au déclin et au dysfonctionnement cognitif. Mais les chercheurs sont surtout enthousiasmés par les applications cliniques des scintigraphies rétiniennes pour diagnostiquer et suivre la maladie d’Alzheimer, y compris comme outil pour évaluer l’efficacité d’interventions potentielles pour la traiter.
Pour le test d’immunofluorescence, un patient consomme des composés qui sont sélectivement absorbés par les dépôts amyloïdes dans l’œil, puis le médecin braque une lumière sur la rétine et prend une photo. “C’est non invasif, avec un impact minimal sur le patient”, explique Koronyo-Hamaoui.
Ces scanners fourniraient également plus d’informations que les tests basés sur l’identification de biomarqueurs dans le sang. “Vous pourrez voir, avec une résolution micrométrique, ce qui se passe entre les astrocytes et les vaisseaux sanguins, par exemple”, explique Koronyo. Dans le sang, en revanche, « vous ne pouvez pas voir les structures ; vous ne pouvez pas dire s’il s’agit de plaques » ou si des changements se produisent à l’intérieur des cellules, ajoute Koronyo-Hamaoui.
Lerner, cependant, dit qu’il existe de nombreux obstacles entre le développement de biomarqueurs et son utilisation dans la pratique clinique. “Les chercheurs ont fait un travail énorme et ont prouvé de manière assez définitive que le processus dans la rétine reflète et marche au même rythme que les changements cliniques et pathologiques dans le cerveau”, dit-il. “Mais faire le saut pour dire, ‘Bien, nous allons utiliser la rétine comme biomarqueur’, est peut-être un peu prématuré.”
Fang est d’accord, notant que la recherche a utilisé les yeux et le cerveau de sujets post-mortem, alors que les signaux des patients vivants peuvent être différents. Une première étape pourrait consister à tester le degré d’amincissement de la rétine, qui, selon l’équipe de Koronyo-Hamaoui, est lié à l’atrophie cérébrale liée à la maladie d’Alzheimer. “L’atrophie de la rétine peut être visualisée par tomographie par cohérence optique, qui est déjà disponible dans les cliniques d’ophtalmologie et dans les hôpitaux”, explique Fang.
