La barrière hémato-rétinienne interne Les principaux mécanismes conduisant à une augmentation de la perméabilité de la barrière hémato-rétinienne interne sont les suivants :

• l’altération des protéines de la jonction intercellulaire par une régulation négative de leur expression/fonction, un changement de leur état de phosphorylation ou la perte de composants d’ancrage de la membrane,
• l’augmentation du transport transendothélial qui est très dépendant du facteur de croissance de l’endothélium vasculaire (VEGF) et des cavéolines ; elle est l’un des effets prédominants du VEGF dans les microvaisseaux rétiniens.
• la perte de cellules constituant la barrière (cellules endothéliales, péricytes, cellules macrogliales).
• Ces mécanismes sont généralement activés de façon simultanée ou séquentielle par l’hyperglycémie, l’hypoxie, le stress oxydatif et les médiateurs de l’inflammation. La rupture de la barrière hémato-rétinienne interne induit des œdèmes des couches rétiniennes internes, comme on en observe souvent au contact de micro-anévrismes au cours des rétinopathies diabétiques ( Figure 2 F) .

La barrière hémato-rétinienne externe La barrière hémato-rétinienne externe est formée par les cellules de l’épithélium pigmentaire rétinien hautement polarisé. Une perturbation focale des jonctions intercellulaires de l’EPR peut en soi être le site d’entrée du fluide des vaisseaux choroïdiens, comme dans la choriorétinopathie séreuse centrale ( Figure 3 A) , où des sites focaux de fuite sont visibles à l’angiographie à la fluorescéine. Le stress oxydatif et/ou métabolique chronique peut également entraîner un dysfonctionnement diffus de la barrière de l’EPR, comme nous l’avons observé lors du diabète expérimental [ 4 , 5 ] avant tout signe de microangiopathie ( Figure 4 B-F) . Le VEGF-A et le facteur de croissance placentaire (PGF), dont l’expression est augmentée dans des conditions d’hypoxie ou d’exposition à l’insuline, modifient in vitro et in vivo la distribution subcellulaire de l’occludine, une des protéines responsables des jonctions serrées [ 6 , 7 ]. L’un des récepteurs du VEGF-A, le VEGF-R1 (ou Flt-1, pour fms-like tyrosine kinase ), dont l’expression est sensible à l’hypoxie, pourrait être impliqué dans cet effet perméabilisant du VEGF sur l’EPR [ 7 ].

Les cellules microgliales sont éliminées de la rétine par un mécanisme de migration transépithéliale qui fait intervenir les cavéolines (au niveau des vésicules) et la voie Rho-kinase et la PKCz (protéine kinase Cz). Au cours du diabète, ces mécanismes d’élimination sont altérés, conduisant à l’accumulation de cellules microgliales activées qui produisent des cytokines pro-inflammatoires et du VEGF [ 8 ] ( Figure 3 ) . Les cellules microgliales qui expriment le VEGF-R1 sont également activées par le VEGF [ 9 ].

Les mastocytes sont abondants le long des vaisseaux. Leur dégranulation locale, induite dans un modèle de rat, conduit à la formation de décollements séreux de la rétine et de décollements de l’EPR, qui sont similaires à ceux observés en clinique [ 10 ]. Ces cellules pourraient jouer un rôle important, en particulier dans les uvéites et dans la DMLA, où l’activation de la voie alterne du complément, qui induit la dégranulation mastocytaire (par la production des anaphylatoxines C3a et C5a), a été démontrée.

Altération des protéines de jonction dans la zone des cellules de Müller en forme de « Z » Dans la macula, les CGM sont très allongées par rapport aux cellules périphériques, atteignant plusieurs centaines de micromètres et suivent une trajectoire en « Z ». Le long de cette trajectoire les prolongements des cellules gliales sont étroitement liés aux axones des photorécepteurs par des protéines de jonction, comme la zonula occludens 1 (ZO-1) [ 11 ], et par des jonctions tight-like , au niveau de la limitante externe ( Figure 1 et 4) . Dans des conditions pathologiques, ce « filtre moléculaire » dysfonctionne, permettant aux protéines et à l’eau de s’accumuler entre les axones et les CGM en formant des « kystes », comme on l’a observé dans l’OM cystoïde ¹ ( Figure 2 ) .

L’hypothèse d’un système « glymphatique » Dans le système nerveux central, la voie glymphatique [ 47 ] ( → ) représente une voie d’élimination des déchets pour les solutés et les protéines [ 12 , 13 ]. La distribution dans la rétine des canaux hydriques aquaporine-4 (AQP4), qui participeraient à la voie glymphatique dans le cerveau, plaide en faveur de l’existence d’un flux hydraulique entre les CGM, autour des vaisseaux, vers la tête du nerf optique ( Figure 4 ) . Une voie glymphatique pourrait donc exister dans la rétine, en particulier dans la macula, pour l’élimination des solutés et des protéines [ 3 ] allant jusqu’au nerf optique. Dans les maladies de la rétine, telles que la rétinopathie diabétique, l’expression et/ou la localisation de l’AQP4 sont modifiées, perturbant cette voie glymphatique et favorisant ainsi l’accumulation de protéines et de liquide, particulièrement dans la macula où l’expression de AQP4 est très dense dans les CGM ( Figure 4 A) . D’autres études devraient explorer cette hypothèse qui reste encore spéculative.

(→) Voir la Synthèse de J. L. Thomas et al. , m/s n° 1, janvier 2019, page 55

Les anti-VEGF De nombreux essais ont confirmé l’efficacité et la sécurité de différentes molécules (anticorps, protéines recombinantes) anti-VEGF (ranibizumab, bévacizumab, aflibercept) dans le traitement de la DMLA humide [ 14 ], de l’œdème maculaire diabétique [ 15 ] et des occlusions veineuses [ 16 ]. Des protocoles permettent aujourd’hui de suivre un rythme de traitement personnalisé, son efficacité étant évaluée principalement sur la récidive de l’œdème en tomographie à cohérence optique et sur la vision [ 17 ]. Des efforts de recherche considérables se concentrent sur l’optimisation de la durée d’action des anti-VEGF, en augmentant la dose injectée, en développant de nouvelles molécules, comme des anticorps à chaîne unique qui seront bientôt disponibles en France [ 18 ], des réservoirs implantables [ 19 ], et de la thérapie génique virale [ 20 ] et non virale [ 21 ].

Bien que le bénéfice clinique des anti-VEGF soit indéniable, les mécanismes exacts sur lesquels reposent leurs effets anti-œdémateux dans diverses formes d’œdème maculaire ne sont pas entièrement compris. Deux des trois agents anti-VEGF couramment utilisés pour les injections intravitréennes sont approuvés pour des indications ophtalmiques : le ranibizumab et l’aflibercept. Le bévacizumab est utilisé hors autorisation de mise sur le marché (AMM) pour réduire l’œdème maculaire d’origines diverses. Il s’agit d’un anticorps monoclonal humanisé de 150 kDa qui se lie à toutes les isoformes du VEGF-A. Le ranibizumab est un F(ab’) ² de 48 kDa dont l’affinité de liaison au VEGF est 10 à 100 fois supérieure à celle du bévacizumab. L’aflibercept est un récepteur soluble de 115 kDa consistant en une séquence d’acides aminés entièrement humaine correspondant aux domaines extracellulaires des VEGFR humains 1 et 2 fusionnés à la région Fc d’une IgG1 (immunoglobuline d’isotype G1) humaine. Comme le bévacizumab et le ranibizumab, l’aflibercept se lie à toutes les isoformes du VEGF-A, mais il se lie également au PGF et au VEGF-B [ 22 ].

Les corticoïdes réduisent l’œdème maculaire diabétique, des occlusions veineuses et inflammatoires Les injections perioculaires et intraoculaires sont utilisées pour atteindre des concentrations efficaces de médicaments dans la rétine. Pour éviter les injections fréquentes, les ophtalmologistes ont d’abord utilisé la triamcinolone acétonide, indiquée en rhumatologie (Kenacort®). Ce médicament n’est pas indiqué et est inadapté à l’injection intraoculaire car il contient des excipients potentiellement toxiques pour la rétine. Les cristaux en suspension que cette préparation contient, permettent néanmoins une efficacité prolongée de plusieurs mois après injection intravitréenne, mais sans contrôle de la libération.

Nous avons contribué à montrer que la toxicité des glucocorticoïdes sur la rétine peut être particulièrement difficile à mettre en évidence puisque toute réaction inflammatoire est inhibée et que les mécanismes de mort induite sont atypiques, impliquant la paraptose ⁴ [ 28 ] ou une apoptose indépendante de l’activation des caspases [ 29 ]. Les molécules les plus hydrophobes sont les plus toxiques, impliquant des mécanismes de déstabilisation des membranes cellulaires [ 30 ]. L’injection intravitréenne de triamcinolone induit une réduction majeure des œdèmes maculaires diabétiques, inflammatoires et de l’occlusion veineuse rétinienne, dans des études randomisées, mais les effets secondaires, en particulier la cataracte mais surtout l’hypertonie oculaire fréquente et parfois sévère, limitent son utilisation. Les injections intravitréennes de glucocorticoïdes ne s’accompagnent pas de leur passage systémique, expliquant qu’ils soient sans risque chez les patients diabétiques [ 31 ]. La triamcinolone acétonide est utilisée hors AMM en injection péri-oculaire, en particulier dans le traitement des inflammations intraoculaires. Contrairement aux injections intravitréenne, les injections périoculaires n’épargnent pas le passage systémique. Elles doivent donc être évitées chez les patients diabétiques. L’utilisation de la voie suprachoroïdienne [ 32 ] a été développée récemment pour administrer la triamciniolone acétonide. Cette voie d’administration semblerait réduire les risques d’hypertonie. Afin de mieux contrôler la libération de corticoïdes dans la cavité vitréenne, deux implants administrés par injection intraoculaire simple ont été développés. L’un est biodégradable, il est composé d’un copolymère, le PLGA ( poly[lactic-co-glycolic acid] ), chargé de dexaméthasone phosphate disodique (Ozurdex®, Allergan). Il s’avère efficace pendant environ trois mois dans les œdèmes maculaires diabétiques, dans le cas de l’occlusion veineuse et des réactions inflammatoires [ 33 ]. Ce dispositif expose le patient à l’apparition de cataractes fréquentes et d’hypertonies oculaires parfois sévères mais contrôlables par des traitements médicaux et plus rarement chirurgicaux. Plus récemment, un implant non biodégradable libérant de la fluocinolone acétonide pendant 3 ans a été développé et approuvé en France pour le traitement des œdèmes maculaires diabétiques évoluant depuis plusieurs années. Des effets secondaires dus aux glucocorticoïdes sont aussi observés. Le coût de ces implants limite leur utilisation qui serait pourtant nécessaire dans les cas où l’observance des traitements conventionnels est insuffisante et quand les autres thérapies ont échoué.

Les glucocorticoïdes assèchent la rétine mieux et plus vite que les anti-VEGF, mais cela ne se traduit pas systématiquement par une augmentation du gain visuel. Le passage d’une molécule à l’autre peut être proposé, voire l’association des deux. L’effet anti-œdémateux très rapide, observé après injection intraoculaire de triamcinolone, dans les première heures qui suivent l’injection [ 34 ], suggère que des mécanismes actifs de drainage des fluides sont activés, en plus de l’effet sur la perméabilité qui s’observe à plus long terme. Nous avons ainsi montré que le la dexaméthasone et la triamcinolone régulent de façon différentielle l’expression et la distribution des canaux potassiques Kir4.1 et du canal aqueux AQP4 dans les CGM chez le rat [ 35 ]. L’effet différentiel des deux molécules pourraient impliquer l’activation du récepteur minéralocorticoïde (MR), dont nous avons démontré l’implication dans la régulation de l’expression et la distribution de ces canaux dans les CGM [ 36 ].

Pourquoi les corticoïdes ne sont-ils pas efficaces dans l’œdème maculaire de la DMLA néovasculaire ? Il est surprenant de constater que les gluocorticoïdes sont inefficaces dans la DMLA néovasculaire alors qu’ils sont anti-œdémateux, anti-inflammatoires et anti-angiogéniques. Cela est d’autant plus étonnant que l’inflammation est reconnue comme un facteur causal majeur dans la survenue et le développement de la DMLA. Les corticostéroïdes se lient aux récepteurs des gluco-(GR) et minéralo-(MR) corticoïdes ^5, qui, associés à leur ligand, transloquent dans le noyau cellulaire et agissent comme des facteurs de transcription qui reconnaissent les séquences GRE (élément de réponse aux glucocorticoïdes). Leurs effets biologiques sont spécifiques des tissus selon l’expression relative des récepteurs, de leurs cofacteurs, et des enzymes pré-réceptorales 11β-hydroxystéroïde déshydrogénase de type 1 et 2 (11β-HSD-1 et 2) ⁶ , qui contrôlent les quantités relatives de cortisol et de cortisone dans les cellules.

Outre les cellules rénales, où il participe à l’équilibre hydro-sodé, plusieurs autres cellules et organes expriment le MR dans lesquels son activation peut être pathogène, justifiant l’utilisation d’antagonistes [ 37 ]. Dans l’œil, comme dans le système nerveux central, le ligand du MR est le cortisol, et non l’aldostérone que nous n’avons pas pu détecter dans la rétine. Au niveau de la rétine, nous avons montré que la voie activée par les minéralocorticoïdes était responsable des effets pro-inflammatoires et pro-œdémateux que l’on observe [ 38 , 39 ] ( Figure 5 A) , ce qui a été confirmé par différentes équipes dans des modèles animaux [ 40 - 42 ]. L’activation de cette voie pourrait expliquer, en partie, la survenue d’une forme particulière d’œdème maculaire cortico-induit, que l’on appelle choriorétinopathie séreuse centrale, et que l’on observe lors de l’utilisation des glucocorticoïdes [ 43 ]. Dans le modèle de néovascularisation choroïdienne induite par photocoagulation laser chez le rat, un modèle utilisé pour le développement de médicaments pour la DMLA néovasculaire, nous avons montré que des antagonistes des récepteurs des minéralocorticoïdes (MRA), chargés dans des microsphères de PLGA et administrés par voie systémique ou par voie locale, inhibaient cette néovascularisation choroïdienne ( Figure 5 B). Parallèlement, l’utilisation de souris transgéniques a montré que l’invalidation du MR dans les cellules endothéliales prévenait la néovascularisation. Les mécanismes sont indépendants de la voie du VEGF et reposeraient sur une amplification de l’expression de la décorine, un protéoglycane matriciel. Chez l’homme, dans un essai pilote, non contrôlé, nous avons observé que l’addition par voie orale de spironolactone, un antagoniste de l’aldostérone se liant au MR, à des injections mensuelles d’anti-VEGF, chez des patients résistant au traitement anti-VEGF depuis plusieurs mois, pourrait avoir un effet bénéfique ( Figure 5C ) [ 44 ]. Ces résultats préliminaires nécessitent d’être confirmés, mais ils suggèrent qu’une optimisation de l’utilisation des glucocorticoïdes dans l’œil, qui permettrait d’activer le GR tout en neutralisant le MR, pourrait non seulement permettre de réduire les doses et les effets secondaires des glucocorticoïdes, mais aussi d’étendre leurs indications [ 45 ].