Biréfringence sclérale postérieure mesurée par triple

Nature Biomedical Engineering volume 7, pages 986-1000 (2023)Citer cet article

3793 Accès

6 Altmétrique

Détails des métriques

Chez les yeux myopes, le remodelage pathologique du collagène dans la sclère postérieure a été principalement observé ex vivo. Nous rapportons ici le développement d’une tomographie par cohérence optique (OCT) sensible à la polarisation à triple entrée pour mesurer la biréfringence sclérale postérieure. Chez les cobayes et les humains, la technique offre des sensibilités et des précisions d’imagerie supérieures à celles de l’OCT sensible à la polarisation à double entrée. Dans des études d'une durée de 8 semaines portant sur de jeunes cobayes, la biréfringence sclérale était positivement corrélée aux erreurs de réfraction équivalentes sphériques et prédisait l'apparition de la myopie. Dans une étude transversale impliquant des individus adultes, la biréfringence sclérale était associée au statut de myopie et corrélée négativement aux erreurs de réfraction. L'OCT sensible à la polarisation à triple entrée peut aider à établir la biréfringence sclérale postérieure en tant que biomarqueur non invasif pour évaluer la progression de la myopie.

La myopie (myopie) est un trouble de la vision répandu qui peut être corrigé par des lunettes, des lentilles de contact ou une chirurgie réfractive. Cependant, une progression non atténuée vers une myopie élevée expose les patients à un risque accru de développer des complications menaçant la vision1,2. Des études récentes ont rapporté que 10 à 30 % des patients atteints de myopie élevée développent des complications pathologiques associées plus tard dans la vie3,4, notamment une maculopathie myope et une neuropathie optique, qui conduisent à une déficience visuelle irréversible5,6. Des interventions cliniques visant à retarder la progression de la myopie à un stade précoce et à sauver les yeux présentant des complications pathologiques sont disponibles7,8. Cependant, il manque des biomarqueurs fiables guidant le calendrier du traitement. Plus précisément, pour la myopie à un stade précoce, l’atropine topique s’est avérée efficace pour contrôler la progression de la myopie9, mais ses effets indésirables excluent une application universelle à tous les patients10,11. Actuellement, les décisions de traitement sont basées sur la progression documentée de la myopie12, c'est-à-dire la valeur de base et la détérioration de l'erreur de réfraction équivalente sphérique (ES) au cours de l'année écoulée. Cependant, les fluctuations importantes de l'ES au cours du développement de la myopie pendant l'enfance et la rareté des dossiers documentés posent des problèmes pratiques dans la prise de décision13. Pour la myopie terminale, la chirurgie de renforcement scléral postérieur (PSR), y compris le flambage maculaire, est un traitement cliniquement disponible pour renforcer la sclère postérieure et arrêter l'allongement continu de l'œil14,15. Mais les normes déterminant si et quand effectuer des interventions chirurgicales de RPS sont controversées et peu concluantes15,16. Pour guider la prise de décision en matière de traitement, il existe un besoin impérieux de biomarqueurs capables de prédire de manière fiable la progression de la myopie et d'indiquer les changements pathologiques précoces dans les yeux myopes.

En raison de son rôle central dans la définition de la forme des yeux, la sclère a été largement étudiée chez des modèles animaux et chez des humains atteints de myopie ou de myopie pathologique17,18,19,20. La sclère est un tissu dense, riche en collagène et mécaniquement résistant qui recouvre l’œil et protège ses structures internes21. Au cours du développement et de la progression de la myopie, le segment postérieur de la sclère subit un processus de remodelage qui comprend un amincissement22, un affaiblissement23 et un élargissement de sa surface24, entraînant un allongement axial excessif de l'œil qui altère sa fonction optique. De plus, un remodelage scléral important peut prédisposer les patients au staphylome, une excroissance irrégulière de la paroi oculaire postérieure, qui est une caractéristique déterminante de la myopie pathologique. Le staphylome peut créer des forces de cisaillement à travers la rétine et constitue l’un des principaux facteurs physiopathologiques des complications menaçant la vision associées à la myopie25. À l'heure actuelle, le staphylome est diagnostiqué par l'observation d'une forme irrégulière de l'œil par échographie ou par tomographie par cohérence optique (OCT) à grand champ6. Cependant, la déformation de la forme des yeux peut être le résultat secondaire d’un remodelage scléral important qui, à ce stade, pourrait déjà avoir causé des lésions rétiniennes irréversibles26. Depuis les stades précoces jusqu’aux stades avancés de la myopie, le collagène scléral se remodèle constamment au niveau microscopique ; ces changements incluent une diminution du diamètre des fibres de collagène27,28, une évolution vers une architecture désordonnée avec une réduction du nombre de fibres entrelacées22,29 et des modifications de la direction des fibres30. Les techniques d'imagerie, notamment la microscopie à lumière polarisée (PLM)31,32 et la microscopie électronique à transmission (TEM), ont été essentielles pour identifier ces changements associés au remodelage scléral, mais ne conviennent qu'aux échantillons ex vivo. Actuellement, aucun outil n’est disponible dans le commerce pour inspecter le collagène scléral postérieur in vivo. Sur la base des connaissances sur le remodelage scléral des yeux myopes, nous envisageons qu'un outil permettant l'imagerie in vivo du collagène dans la sclère postérieure pourrait permettre d'évaluer l'état de la myopie, de prédire sa progression, d'identifier un affaiblissement scléral et d'évaluer prospectivement la risque de changements pathologiques.