Une nouvelle génération de substituts cornéens biosynthétiques : modèle d’évaluation de la fonctionnalité ex vivo humaine et in vivo animale

Abstract

Introduction : La cécité cornéenne est la 4e cause de cécité dans le monde et la greffe de cornée demeure le seul traitement accepté. Toutefois, dans bien des pays, les banques d'yeux n'arrivent pas à répondre à la demande et il existe un besoin croissant pour des alternatives aux cornées humaines. De plus, chez les patients souffrant de pathologies cornéennes avec inflammation sévère, le pronostic d’une greffe est à haut risque de complications, d’échec et de perte de vision complète. Il est donc nécessaire de développer des implants capables de dépasser les importantes limites des greffons natifs humains pour ces patients à haut risque. Objectif : Développer et évaluer diverses techniques d’examens cliniques permettant de mesurer la biocompatibilité et la performance de substituts cornéens biosynthétiques implantées dans des cornées humaines ex vivo et in vivo, en vue de leur implantation ultérieure chez l’humain. Méthodes : Des protocoles chirurgicaux ont été développés et testés avec des substituts cornéens solides et liquides. La lampe à fente, la tomographie par cohérence optique, la tonométrie, l’esthésiométrie, la pachymétrie par ultrasons, la microscopie spéculaire et confocale, la topographie de la surface cornéenne, ainsi que l’angiographie ont été optimisées pour les modèles ex vivo humain et in vivo animal. Enfin, le prélèvement, l’entretien et la préparation des tissus cornéens frais ont été adaptés pour des études futures de l’histopathologie, de la microscopie électronique par transmission et de l’immunohistopathologie. Résultats et analyses : Les procédures développées ont généré des données permettant de comprendre l’impact des implants dans le tissu cornéen dans le but de perfectionner les implants injectables et de mettre en évidence la régénération cornéenne des implants in vivo. Les défis rencontrés lors du développement des techniques d’examen et leur solution ont également été recueillis. Conclusion : Ces techniques utilisées à travers les deux modèles étudiés ont permis de recueillir des données préliminaires qui serviront à l’élaboration et l’optimisation d’un implant injectable qui sera testé chez les patients à haut risque de rejet dans le cadre d’un essai clinique.

Introduction: Corneal blindness is the 4th leading cause of blindness in the world and corneal transplantation remains the only accepted treatment. However, in many countries, eye banks are failing to meet demand and there is a growing need for alternatives to human corneas. In addition, in patients with corneal pathologies with severe inflammation, the prognosis of a transplant is at high risk of complications, failure and complete loss of vision. It is therefore necessary to develop implants capable of exceeding the important limits of native human grafts for these high-risk patients. Objective: To develop and test various clinical examination techniques to measure the biocompatibility and performance of corneal biosynthetic substitutes on ex vivo human corneas and in vivo feline corneas, for a subsequent implantation in humans. Methods: Surgical protocols were developed and tested with solid and liquid corneal substitutes. Slit lamp, optical coherence tomography, tonometry, esthesiometry, ultrasound pachymetry, specular and confocal microscopy, corneal surface topography, and angiography were optimized for ex vivo human corneas and in vivo animal models. Finally, the collection, maintenance and preparation of fresh corneal tissue were adapted for future studies of histopathology, transmission electron microscopy and immunohistopathology. Results and analyzes: The developed procedures have generated data to understand the impact of implants in corneal tissue in order to improve injectable implants and highlight the corneal regeneration of implants in vivo. Challenges encountered in the development of examination techniques and their solution were also collected. Conclusion: These techniques used across the different models have yielded preliminary data that will be used to develop and optimize an injectable implant that will be tested in patients at high risk of rejection as part of a clinical trial.