Thèmes de recherche de l’axe Cornée et segment antérieur
Guérison des plaies de la cornée
La guérison des plaies cornéennes constitue un défi important dans nombre de pathologies de la surface oculaire. Dans un modèle utilisant des matrices extracellulaires reconstruites par génie tissulaire, nous avons observé une augmentation importante de l’expression de plusieurs gènes codant diverses sous-unités de récepteurs membranaires regroupés sous le terme d’intégrines et qui exercent des fonctions très importantes dans l’adhésion et la prolifération des cellules épithéliales cornéennes. L’utilisation de notre nouvelle plateforme de profilage génique sur biopuces à ADN permettra à ce projet d’atteindre un niveau encore jamais égalé dans l’étude de la guérison des plaies cornéennes. Ces études permettront d’améliorer notre compréhension de la réépithélialisation normale et pathologique de la cornée, afin de faciliter la guérison des épithéliopathies chroniques et de réduire l’incidence de leurs complications.
Source : Vigneault, F., Gaudreault, M., Zaniolo, K., Gingras, M.E., and Guérin, S.L. (2007) « Regulation of integrins gene expression in the eye » Progress Retinal Eye Res., 26:99-161.
Toxicité des rayons solaires pour la cornée humaine
Ce thème de recherche comporte principalement 2 volets. Le premier vise à comprendre les mécanismes moléculaires protégeant la cornée contre les effets génotoxiques des rayons ultraviolets (UV). Comme la peau, la cornée est exposée aux UV, mais aucun cancer relié à cette exposition n’a été recensé dans cette dernière. Nos études cherchent ainsi à comprendre par quels mécanismes la cornée réussit à éviter la transformation tumorale induite par les rayons UV. Dans un second volet, nous travaillons à comprendre les conséquences de l’exposition aux rayons UV sur le photovieillissement de la cornée humaine. La cornée s’opacifie et se rigidifie avec l’âge. Ce phénomène a toujours été attribué au vieillissement chronologique, mais nos travaux montrent que l’exposition aux rayons ultraviolets solaires (UV) a un rôle important à jouer dans ces manifestations et qu’il s’agirait plutôt d’un photovieillissement.
Génie tissulaire de la cornée
Le génie tissulaire est un domaine de pointe qui repose sur la capacité des cellules à régénérer les tissus et les organes. La finalité est double, soit (i) une meilleure compréhension en laboratoire des mécanismes cellulaires ou moléculaires normaux et pathologiques et (ii) la réhabilitation ou le remplacement tissulaire à des fins thérapeutiques chez le patient.
- Génie tissulaire de l’épithélium cornéen: Ces travaux visent la réhabilitation des surfaces épithéliales pathologiques (brûlure chimique, dégénérescence neurotrophique).
- Génie tissulaire du stroma cornéen: Ces travaux visent le développement de substituts stromaux épais, transparents et respectant les propriétés anatomiques, optiques et biomécaniques d’un stroma cornéen natif normal.
- Génie tissulaire de l’endothélium cornéen: La reconstruction de l’endothélium cornéen permettra l’étude de la pathogénèse des maladies endothéliales liées au vieillissement (telles la dystrophie endothéliale de Fuchs et la kératopathie du pseudophaque) ainsi que le développement de tissus de remplacement pour le traitement des ces endothéliopathies.
- Génie tissulaire de la cornée complète: La reconstruction d’un équivalent cornéen pleine épaisseur sera effectuée par assemblage des trois couches stromale, épithéliale et endothéliale.
Analyse 3D de la forme de la cornée
La forme de la cornée est intrinsèquement liée à sa fonction. La caractérisation de la forme 3D de la cornée normale et pathologique permet de mieux comprendre et de mieux traiter les pathologies affectant la forme de la cornée. Ces études portent notamment sur l’analyse de l’effet de l’âge et de différents paramètres influençant la forme de la cornée normale, dont le degré d’amétropie (force des lunettes) et l’énantiomorphisme (degré de symétrie en miroir entre l’œil droit et l’œil gauche). L’étude des différents stades de progression de la dystrophie de Fuchs et l’étude de l’anatomie des plaies et de la forme de la cornée avant et après une greffe transfixiante, lamellaire antérieure (DALK) ou postérieure (DSAEK) permettront de mieux planifier les chirurgies des différentes couches de la cornée. Les atlas et outils d’analyse d’image utilisés permettent de mettre au point des algorithmes de dépistage et de quantification de maladies de la cornée ou de chirurgies réfractives. Ils permettent aussi de guider le développement de substituts cornéens générés par génie tissulaire.
Atlas 3D de la forme cornéenne. Carte de l’élévation antérieure. L’image de gauche illustre l’atlas de l’œil droit et l’image de droite illustre l’atlas de l’œil gauche.
Laser et chirurgie de la cornée
La technologie des lasers a fait progresser la chirurgie cornéenne à grands bonds au cours des dernières décennies. Les travaux de recherche de plusieurs équipes de physiciens et d’ingénieurs du Réseau portent plus particulièrement sur la caractérisation des paramètres d’ablation cornéenne par les lasers femtoseconde et sur le développement de nouvelles techniques chirurgicales cornéennes de haute précision à l’aide de ces lasers. Les chercheurs développent aussi des algorithmes d’analyse d’image pour la caractérisation des propriétés de surface des découpes cornéennes, ainsi que des mesures non-invasives uniques de l’élasticité et autres propriétés biomécaniques des tissus oculaires.
Remplacement cornéen total par une kératoprothèse de PMMA
L’implantation chirurgicale d’une kératoprothèse de PMMA (KPro) demeure l’alternative de dernier recours au stade terminal d’une pathologie cornéenne trop avancée pour une greffe de cornée. Cette technique, pratiquée au Québec depuis peu, sera optimisée. Les cas de complications de déhiscence, d’infection et de glaucome seront analysés pour mieux les comprendre et en réduire l’incidence et la sévérité. La plus-value du modèle amélioré de la KPro sur l’anatomie et la fonctionnalité de l’œil sera étudiée. L’impact de cette reconstruction par kératoprothèse sur les phénomènes d’adaptation sensorielle et la neuroplasticité transmodale suite à la restauration de la fonction visuelle seront aussi étudiés.
Source: Robert, M.-C. and Harissi-Dagher, M. (2011) « Boston type-1 keratoprosthesis : the CHUM experience. » Can J Ophthalmol. 46(2) :164-8
Régénérescence de l’endothélium du trabéculum
Certains facteurs paracrines des cellules souches mésenchymateuses de moelle osseuse semblent permettre l’activation des cellules progénitrices oculaires retrouvées notamment au niveau de l’endothélium du trabéculum. Ces découvertes ouvrent la porte à la thérapie cellulaire pour le glaucome.