Un autre regard en ophtalmologie

Le déficit en cellules souches épithéliales limbiques, dont l’étiologie principale est la présence de brûlures caustiques, est à l’origine d’une destruction de la surface oculaire. Ce déficit va engendrer des défauts épithéliaux chroniques et un envahissement de la surface cornéenne par un épithélium vascularisé et opaque d’origine conjonctivale.

Théorie des cellules souches limbiques

La surface oculaire est un système autoprotecteur multifactoriel qui inclut les paupières, la conjonctive et son tissu lymphoïde, la glande lacrymale et ses glandes accessoires, le limbe, la cornée et le film lacrymal (1). Elle permet le maintien de la transparence cornéenne. Le limbe est le point de contact entre l’épithélium conjonctival, qui possède des cellules à mucus participant à l’élaboration du film lacrymal, et l’épithélium cornéen transparent, dont les jonctions intercellulaires assurent l’étanchéité et la qualité réfractive de la cornée. En 1966, Hanna décrivit initialement la ré-épithélialisation centripète limbique de l’épithélium cornéen (2). Vingt ans plus tard, Schermer (3), Cotsarelis et Ebato (4) reconnurent l’existence d’un type spécifique de cellules provenant du limbe, qui avaient un cycle cellulaire plus long et un potentiel de régénération élevé. Le limbe est fonctionnellement important, puisqu’il contient au niveau de sa couche basale les cellules souches qui vont donner naissance à l’épithélium cornéen (5). Les cellules souches, exclusivement localisées au niveau de la couche basale de la région limbique, ont un cycle cellulaire très lent, mais une durée de vie quasiment illimitée. Sous l’influence de stimuli biochimiques ou mécaniques, elles se transforment en cellules amplificatrices transitoires. Ces cellules, douées d’une forte activité mitotique, mais n’ayant plus qu’un potentiel de vie limité, ont un mouvement de migration centripète le long de la couche basale et sont d’autant plus différenciées qu’elles se rapprochent du centre de la cornée. En quittant la couche basale et en se déplaçant vers la surface, elles perdent leur pouvoir mitotique avant de mourir et de desquamer. L’épithélium cornéen est un tissu à renouvellement rapide : il a la capacité de se régénérer entièrement tous les 7 jours.

Conséquences cliniques des déficits en cellules souches limbiques

Le déficit en cellules souches limbiques entraîne une incapacité de l’épithélium cornéen à se régénérer et un envahissement progressif de la surface cornéenne par un épithélium de type conjonctival, caractérisé par la présence de cellules caliciformes au sein de l’épithélium limbique et cornéen. La symptomatologie fonctionnelle est aspécifique : larmoiement, photophobie, douleurs, baisse de vision. À l’examen à la lampe à fente, on constate des troubles de la cicatrisation épithéliale (défauts épithéliaux chroniques ou récurrents) et des ulcérations épithéliales étendues. Plus graves, l’induction d’une néovascularisation par l’épithélium conjonctival et l’apparition de cicatrices cornéennes réduisent l’acuité visuelle et peuvent conduire jusqu’à la cécité. Le diagnostic est établi sur la base de l’examen clinique (Fig. 1). Une confirmation histologique peut être obtenue par présence de cellules caliciformes conjonctivales sur l’épithélium cornéen.

 

Figure 1 – A) Déficit en cellules souches limbiques inférieures suite à une brûlure par NaOH (image empruntée au Pr Bourges). B) Déficit en cellules souches limbiques inférieures sur rosacée (image empruntée au Pr Bourges).

Étiologies des déficits en cellules souches limbiques

Les causes de déficit en cellules souches limbiques peuvent être divisées en quatre principales catégories (résumées dans le tableau 1) :
1) Congénitales : les trois formes sont l’aniridie, la kératite à transmission dominante et la dysplasie ectodermique, dont l’aniridie est la plus courante.
2) Traumatiques : les causes traumatiques incluent les lésions à l’acide ou par base, les lésions thermiques et les facteurs iatrogènes (chirurgies oculaires multiples ou cryothérapie intéressant la région limbique, port de lentilles de contact). Les brûlures caustiques de la surface oculaire sont l’étiologie la plus fréquente en déficit de cellules limbiques (Fig. 2).
3) Maladies auto-immunes : les maladies auto-immunes associées à un déficit en cellules souches limbiques incluent le syndrome de Stevens-Johnson et la pemphigoïde cicatricielle oculaire. La phase aiguë du syndrome de Stevens-Johnson survient 1 à 3 semaines après l’exposition l’ayant déclenché et dure environ 2 à 4 semaines. Il consiste en une conjonctivite membraneuse souvent aggravée par une infection bactérienne secondaire et la formation de symblépharon. Les manifestations cornéennes incluent des anomalies au niveau de l’épithélium et la formation d’un pannus. Après la phase aiguë, le syndrome de Stevens-Johnson progresse en une affection chronique, avec des degrés variables de changements cicatriciels au niveau de la conjonctive, incluant la réduction du fornix et la formation d’un symblépharon. Les paupières peuvent également être atteintes, causant un environnement hostile aggravant davantage le déficit en cellules souches dont souffre le patient.
4) Idiopathiques : en l’absence de cause décelable.

 

Figure 2 – Déficit en cellules souches limbiques inférieures et supérieures suite à une brûlure par NaOH.

Technique chirurgicale et indications de greffes de limbe et de la membrane amniotique

L’objectif de la chirurgie est d’apporter un contingent de cellules souches suffisant pour assurer le maintien et le renouvellement de l’épithélium cornéen. Si l’opacification cornéenne n’est que superficielle, la chirurgie peut permettre d’améliorer l’acuité visuelle, sinon elle permet de préparer le lit d’une kératoplastie. Plusieurs techniques de greffes sont possibles. Ainsi, les cellules souches limbiques peuvent provenir d’une greffe tissulaire de l’œil controlatéral, d’un donneur décédé, vivant apparenté et vivant non-apparenté ou d’un feuillet épithélial cultivé ex vivo.

Autogreffe de limbe

Contexte

L’autogreffe de limbe permet de traiter les atteintes limbiques unilatérales avec un œil donneur sain controlatéral. Au cours des pathologies bilatérales, même asymétriques, cette technique ne permet pas d’améliorer l’œil atteint et risque de compromettre l’œil donneur, car la taille minimale du prélèvement doit correspondre au tiers du quadrant du limbe pour permettre une régénération de l’épithélium et il n’est pas possible de prélever plus du tiers de la circonférence sur l’œil sain sans risque d’insuffisance limbique iatrogène. L’autogreffe de limbe reste la technique de référence du traitement des déficits en cellules souches limbiques unilatéraux, car elle permet de s’affranchir de toute immunosuppression systémique (6, 7). Elle sera contre-indiquée à l’ensemble des déficits en cellules souches d’origine auto-immune. La date de l’intervention par rapport au traumatisme initial est encore discutée. Pour la plupart des chirurgiens, il est préférable d’attendre un délai de plusieurs mois, voire 1 an pour attendre une diminution de la réaction inflammatoire. D’autres auteurs préfèrent réaliser la greffe rapidement après la brûlure de la surface oculaire avant l’apparition des complications induites par le déficit en cellules souches limbiques (8, 9). L’autogreffe de limbe est également proposée pour traiter les ptérygions sévères ou récidivants. Le greffon est dans ce cas prélevé sur l’œil greffé. L’intervention peut se faire sous anesthésie générale ou une anesthésie locale bilatérale peut suffire.

Réalisation

La chirurgie comporte trois temps opératoires. Le premier temps opératoire consiste à préparer l’œil receveur. Il faut enlever le pannus fibreux recouvrant la cornée en prolongeant la résection au-delà du limbe sur son versant conjonctival de 3 à 4 mm afin de mettre la sclère à nu autour de la zone du limbe. Le risque de perforation n’est pas négligeable. L’hémostase par électrocoagulation doit être douce. Le deuxième temps opératoire est celui du prélèvement du greffon sur l’œil sain. La dissection est faite au couteau 45° et à la lame de crescent. Selon les chirurgiens, un seul greffon conjonctivo-limbique de 90° à 120° sur le méridien supérieur ou deux greffons de 60° à 90° sur les méridiens supérieurs et inférieurs sont prélevés (10). L’abord du greffon se fait sur le versant conjonctival avec une largeur de 2 mm puis la dissection est poursuivie vers le limbe avec une largeur de 1 mm. Le prélèvement doit emporter au moins un tiers de l’épaisseur stromale limbique et la longueur du greffon ne doit pas dépasser 180° d’angle pour ne pas induire une insuffisance limbique sur l’œil donneur. La conjonctive est repositionnée au bord du limbe et suturée par des points de Vicryl® 8-0. Dans un troisième temps, le greffon prélevé est suturé sur l’œil receveur par des points d’Éthilon® 10-0 sur le versant cornéen et Vicryl® 8-0 pour le versant conjonctival. Certains chirurgiens associent une greffe de membrane amniotique pour augmenter la prolifération des cellules souches (11-13). Le traitement postopératoire comporte des collyres antibiotiques associés à des anti-inflammatoires et des larmes artificielles. La réépithélialisation est surveillée attentivement, la cicatrisation est généralement obtenue après 2 semaines. Sinon une lentille pansement ou du sérum autologue permet d’accélérer la cicatrisation (14, 15).

Résultats

L’amélioration de la surface oculaire est obtenue dans 78 à 100 % des cas, le gain de deux lignes ou plus est obtenu dans 69 à 81 % des cas selon les séries (6, 16-18). Les complications au niveau de l’œil donneur sont exceptionnelles. Un cas de kératite filamenteuse a été décrit sur l’œil donneur (7).

Allogreffe de limbe de donneur apparenté

Le greffon provient d’un donneur apparenté au receveur par typage HLA de classes I et II (19). Cette greffe s’adresse à des lésions étendues bilatérales ou unilatérales sur œil unique. La procédure chirurgicale est la même que l’autogreffe de limbe. Cette technique impose une immunosuppression systémique prolongée et un traitement anti-inflammatoire local. L’amélioration de la surface oculaire à 2 ans varie de 73 à 64 % selon les séries (20, 21). La principale complication est le rejet de greffe.

Allogreffe de limbe

Cette greffe s’adresse aux atteintes limbiques bilatérales ou unilatérales sur œil unique, le greffon provenant d’un donneur décédé non apparenté. L’intervention est souvent faite sous anesthésie générale. Elle comporte trois temps opératoires. Le premier temps consiste à prélever un greffon lamellaire sur un greffon cornéen avec une large collerette. On réalise une trépanation non transfixiante circulaire superficielle en avant du limbe et une dissection en arrière du limbe à la lame de crescent pour obtenir un greffon circulaire lamellaire d’une largeur de 1 mm en avant du limbe et de 2 mm en sclère avec une collerette conjonctivale. Le deuxième temps consiste à préparer l’œil receveur. Une trépanation circulaire superficielle périlimbique associée à une dissection lamellaire postérieure permet de reséquer le pannus fibreux recouvrant la cornée et de mettre la sclère à nu autour du limbe. Dans un troisième temps, le greffon lamellaire est suturé sur l’œil receveur par des points d’Éthilon® 10-0 sur la cornée et de Vicryl® 8-0 sur la conjonctive. La taille du greffon dépend de l’étendue du déficit limbique. Cette technique impose une immunosuppression systémique prolongée et un traitement anti-inflammatoire local. L’amélioration de la surface oculaire est obtenue dans 51 à 83 % des cas selon les séries (15, 17, 18, 22, 23). Les principales complications sont le rejet et l’absence d’amélioration de la surface cornéenne.

Allogreffe combinée conjonctivo-kératolimbique : technique de Cincinnati

Cette technique combine une allogreffe kératolimbique et une allogreffe conjonctivo-limbique de donneur apparenté, afin de maximiser les avantages des deux interventions. Cette technique est réservée au traitement des déficits en cellules souches limbiques sévères avec un état conjonctival délabré (syndrome de Stevens-Johnson, pemphigoïde oculo-cicatricielle, brûlures oculaires sévères). Le tissu limbique, avec son support conjonctival, est prélevé sur le méridien de 3 heures de l’œil d’un donneur vivant apparenté et est ensuite greffé dans les quadrants supérieur et inférieur de l’œil receveur. On remplace ensuite le reste du limbe affecté par du tissu de donneur décédé. Cette technique nécessite également d’administrer un traitement immunosuppresseur à long terme (24). La surface oculaire est améliorée dans 33 % des cas et 71 % des patients ont une amélioration de l’acuité visuelle égale ou supérieure à 4 ans (24, 25).

Greffe de membrane amniotique

La membrane amniotique est un tissu situé à l’interface entre le placenta et le liquide amniotique et est constituée d’un épithélium unistratifié, d’une lame basale et d’un mésenchyme avasculaire. La membrane amniotique facilite la réépithélialisation, en réduisant les phénomènes inflammatoires et cicatriciels, et prépare le lit d’une greffe de limbe ultérieur. Dans l’étude de Tseng, dix yeux ayant une forme modérée d’insuffisance limbique ont été traités par greffe de membrane amniotique seule et l’acuité visuelle a été améliorée dans tous les cas (26).

Greffe de cellules souches limbiques cultivées ex vivo

Les cellules souches limbiques cultivées ex vivo, ou CLET (Cultivated Limbal Epithelial Transplantation), sont issues d’une biopsie du limbe réalisée soit sur l’œil sain (auto-CLET) soit sur un donneur vivant apparenté (allo-CLET). Un prélèvement de 2 mm2 de limbe est prélevé sous anesthésie locale et mis en culture. Les milieux et supports de culture sont variés. La technique la plus répandue est la culture sur membrane amniotique désépithélialisée (27, 28). Le prélèvement de limbe est posé sur la membrane amniotique dans un milieu de culture. Les cellules vont proliférer et recouvrir la membrane amniotique qui sera ensuite positionnée sur l’œil receveur. D’autres techniques sont réalisables, dans lesquelles le prélèvement est traité enzymatiquement puis chaque cellule isolée est cultivée sur un support (support de fibrine, lentille de contact recouverte de fibroblastes 3T3 désactivés). Une fois la culture terminée, le prélèvement cultivé peut être greffé. Le premier temps chirurgical consiste à préparer l’œil receveur par débridement du pannus fibrovasculaire et réalisation d’une péritomie circonférentielle. Le prélèvement est ensuite positionné sur le stroma cornéen et dépasse le limbe de 2 mm. Il est suturé par de l’Éthilon® 10-0. À la fin de l’intervention, soit une lentille pansement est mise en place soit une occlusion palpébrale est réalisée pendant 3 jours pour protéger la greffe de tous traumatismes. Le traitement postopératoire comporte une corticothérapie et une antibiothérapie locale. Pour les auto-CLET, une corticothérapie orale est introduite. Pour les allo-CLET, une immunosuppression systémique est débutée. Selon les études, les taux de succès de l’auto-CLET varient de 56 à 100 % (29, 30) et le gain de plus de deux lignes est variable de 33 à 100 % (29, 31-35). Le taux de succès des allo-CLET varie de 38 à 100 % et le gain d’acuité visuelle de plus de deux lignes varie de 33 à 76 %, selon les études également (36-39). Les complications des auto-CLET sont rares : hémorragie, kératite, et le risque de rejet est très faible. Pour les allo-CLET, le risque de rejet est important, d’où l’importance des immunosuppresseurs.

Greffe de cellules souches non limbiques cultivées ex vivo

L’épithélium buccal est un épithélium qui peut être utilisé en autogreffe. Il s’agit d’un épithélium transparent qui a un faible degré de différenciation et un fort potentiel prolifératif. Cette technique, ou COMET (Cultivated Oral Mucosal Epithelial sheet Transplantation), consiste à réaliser sous anesthésie locale un prélèvement de muqueuse buccale qui va être traité enzymatiquement pendant quelques heures puis ensemencé sur un support de culture (membrane amniotique, fibrine) avec des fibroblastes murins 3T3 inactivés par mitomycine C.
Le feuillet obtenu est ensuite suturé par de l’Éthilon® 10-0, après que le pannus fibrovasculaire ait été reséqué. Le traitement postopératoire comporte des corticoïdes et une antibiothérapie locale. Le taux de succès de cette technique varie selon les auteurs de 57 à 63 % et le gain de deux lignes ou plus varie de 48 à 79 % (40-44). Les complications sont rares, le risque le plus rapporté est une kératite infectieuse.

Conclusion

Le traitement du déficit en cellules souches limbiques est long et difficile. L’ensemble de la surface doit être surveillé et traité. L’allogreffe s’accompagne d’un risque de rejet du greffon et nécessite le recours à un traitement immunosuppresseur. La possibilité de greffer un épithélium sain synthétisé in vitro à partir de cellules souches autologues représente une alternative thérapeutique particulièrement intéressante.

L’auteur déclare ne pas avoir de liens d’intérêts en relation avec cet article.

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