Les modèles de recherche préclinique doivent fournir un environnement contrôlé et reproductible pour garantir la fiabilité et l’applicabilité des résultats. Dans la recherche en ophtalmologie, les modèles d’injection oculaire sont couramment utilisés dans divers aspects de la recherche, allant de l’établissement de modèles de maladies, à la mise à l’essai de nouveaux traitements et à l’évaluation des réactions tissulaires et des effets indésirables potentiels.
Les injections intracamérulaires sont une technique courante en ophtalmologie expérimentale, facilitant l’administration directe de composés à l’humeur aqueuse tout en contournant les barrières du tissu oculaire externe5. Cette approche ciblée par injection intracamérulaire garantit qu’une concentration optimale du médicament atteint le site d’action prévu, tel que le cristallin, le réseau trabéculaire ou l’endothélium cornéen, maximisant ainsi les avantages thérapeutiques.
La réalisation d’injections intracamérulaires chez de petits rongeurs présente plusieurs défis techniques qui peuvent avoir un impact sur la reproductibilité et le succès des expériences. Tout d’abord, les petites dimensions de l’œil du rongeur posent des difficultés d’accès et de manipulation sans endommager les structures oculaires. Les rats, dans ce contexte, offrent certains avantages par rapport aux souris en raison de leurs yeux plus grands. Deuxièmement, le positionnement du cristallin dans la chambre antérieure confinée peut obstruer le chemin vers le site d’injection. Comparativement à d’autres mammifères, y compris les humains, les rats ont un cristallin connu pour être saillant ou proéminent, ce qui contribue à sa taille relativement grande par rapport à l’œil (figure 1). De plus, la lentille du rat n’a pas la flexibilité observée dans le cristallin humain. Par conséquent, une manœuvre prudente de l’aiguille d’injection est nécessaire pour naviguer autour de la lentille sans causer de dommages.
Les lésions tissulaires lors de la manipulation peuvent entraîner diverses complications, notamment la réduction de la chambre antérieure, l’augmentation de la pression intraoculaire, l’inflammation ou l’uvéite antérieure, les lésions des cellules endothéliales, la formation de cataracte, d’autres changements structurels ou déformations et le risque d’infection. Ces défis mettent en évidence la nécessité de techniques précises et d’une prise en compte minutieuse des différences anatomiques lors de la réalisation d’injections intracamérulaires dans des modèles de petits rongeurs.
La technique d’injection intracamérulaire décrite dans ce protocole a été conçue pour minimiser le risque d’endommager les tissus oculaires pendant le processus d’injection. La méthode consiste à établir un tunnel auto-obturant dans la chambre antérieure, facilitant l’entrée avec une résistance minimale au frottement. Une incision bien scellée est cruciale pour réduire le risque d’hypotonie postopératoire et de fuite de liquide et prévenir l’infection par des micro-organismes provenant des paupières et des cils. L’angle et la longueur de l’incision sont tous deux essentiels à la dynamique de la plaie, au développement d’effets indésirables et à la récupération ultérieure. Les incisions trop larges peuvent opacifier l’axe visuel et induire des stries cornéennes ou un œdème, tandis que des incisions courtes peuvent déstabiliser la chambre antérieure et induire un prolapsus de l’iris. La réalisation d’une incision à un angle proche de l’axe du plan cornéen permet de générer un long tunnel uniplanaire sans les risques associés. Il est important de noter que la pénétration de l’aiguille dans la chambre antérieure à travers un long tunnel guidé améliore la précision, réduisant ainsi la probabilité de toucher le cristallin par inadvertance. De plus, contrairement à l’injection chez l’homme, où les incisions périphériques sont préférées, le tunnel chez le rat est réalisé au niveau de la cornée centrale, là où la chambre antérieure est la plus profonde. La validation expérimentale a confirmé que cette méthode permet d’effectuer des injections sans subir de fuite d’humeur aqueuse ou de rétrécissement de la chambre antérieure et sans toucher le cristallin.
Des études antérieures ont décrit diverses méthodes d’injection dans la chambre antérieure chez le rat. Par exemple, le groupe de Rosenstein a décrit dans plusieurs études l’injection dans la chambre antérieure à travers le limbe cornéo-scléral. L’injection de 20 μL de liquide a progressivement augmenté la profondeur de la chambre et a ainsi séparé l’aiguille de l’iris, ce qui permet d’éviter le contact de l’aiguille avec le cristallin. Les effets secondaires de l’injection ont été signalés comme un œdème cornéen transitoire et une incidence d’environ 5% de cataractes 14,15,16. Matsumoto et al. ont décrit une technique d’injection intracamérulaire de microbilles chez le rat pour produire un modèle de glaucome. Les auteurs ont utilisé une incision en une seule étape, créant un tunnel sclérocornéen à l’aide d’une aiguille de 34 G, qui a été insérée biseautée dans la chambre antérieure. Les auteurs ont déclaré avoir évité de frapper la cornée ou l’iris et n’ont noté aucun incident inflammatoire, avec seulement quelques cas (<7% des animaux examinés) de dommages à la couche endothéliale lors d’injections. Cependant, les auteurs ont décrit que cette injection modifiée n’était pas suffisante à elle seule pour empêcher une fuite importante hors de la chambre antérieure et un reflux dans l’espace sous-conjonctival. Pour surmonter ce problème, un mélange de 20 μL de microbilles avec un dispositif viscochirurgical ophtalmique dispersif (OVD ; Viscoat) a été injecté. Cela a entraîné des niveaux de pression intraoculaire (PIO) significativement élevés jusqu’à 4 semaines après l’injection17. De même, Liu et al. ont décrit l’injection intracamérulaire à l’aide d’une aiguille 32 G insérée dans la chambre antérieure parallèlement à l’iris le long du limbe, créant ainsi un tunnel cornéen auto-obturant18. Les auteurs ont injecté 3 μL d’hydrogel d’acide hyaluronique sodique, et un coton-tige a été utilisé pour comprimer le site d’injection afin de minimiser les fuites hors de la chambre antérieure. Il a été décrit que le gel de haut poids moléculaire était retenu dans la chambre antérieure et bloquait l’écoulement de l’humeur aqueuse à travers le réseau trabéculaire18. Il convient de noter que la méthode d’injection intracamérulaire modifiée décrite ici tolère l’injection sans agents viscoélastiques et est donc applicable à un large éventail d’applications de recherche. Néanmoins, comme cette étude s’est limitée à l’injection de solutions liquides dans un volume ne dépassant pas 5 μL, une comparaison précise des méthodes d’injection et des matériaux injectés devrait être effectuée à des fins de recherche spécifiques afin de déterminer la technique la plus appropriée.
L’application clinique des injections intracamérulaires est diverse et étendue. Par exemple, l’administration intracaméraméricaine de corticostéroïdes et d’antibiotiques, tels que le céfuroxime et la moxifloxacine, est courante lors des opérations de la cataracte comme mesure prophylactique pour prévenir l’infection postopératoire et l’endophtalmie 19,20,21,22,23,24,25. L’administration intraoculaire est également utilisée pour l’anesthésie locale et la mydriase lors des chirurgies de routine de la cataracte26,27. De plus, le traitement du glaucome implique l’utilisation de divers médicaments administrés par voie intracaméliale qui réduisent la pression intraoculaire, tels que des analogues de la prostaglandine ou des agonistes muscariniques, qui augmentent l’écoulement de l’humeur aqueuse, des agents antifibrotiques tels que la mitomycine C pour prévenir la cicatrisation et la fibrose, et des agents anti-facteur de croissance endothéliale vasculaire (anti-VEGF) pour le glaucome néovasculaire 28,29,30. Cette gamme diversifiée de traitements intracaméraux reflète leur rôle crucial dans le traitement de diverses affections ophtalmiques et l’amélioration des résultats pour les patients.
La méthode d’injection intracamérulaire décrite ici sera avantageuse pour diverses études précliniques visant à faire progresser les applications cliniques étendues des injections intracamérales. Par exemple, l’utilisation de l’injection intracamérulaire dans des modèles de rats pour déterminer l’efficacité, les dosages optimaux, le moment et les résultats à long terme de divers médicaments est une première étape cruciale avant de passer aux essais cliniques. Dans de telles études, l’amélioration de la précision et de la reproductibilité de la technique d’injection sera la clé de la réussite et de la progression de l’étude.
De plus, la méthode décrite d’injection intracamérulaire peut être utilisée pour générer des modèles expérimentaux de différentes pathologies oculaires en délivrant des vecteurs ou des produits chimiques dans la chambre antérieure. De tels modèles expérimentaux sont essentiels pour étudier les mécanismes de la maladie et développer de nouveaux traitements. Par exemple, la dystrophie endothéliale de Fuchs (FED), une maladie cornéenne progressive entraînant une perte de vision progressive, n’a pas de remède31. La prise en charge primaire consiste à surveiller et à soulager les symptômes, souvent par le biais de médicaments topiques pour soulager temporairement l’œdème ou la lubrification oculaire. En cas de progression de la maladie ou de déficience visuelle sévère, la greffe de cornée (kératoplastie endothéliale) devient une intervention nécessaire. La recherche visant à développer de nouvelles options de traitement pour la FED, offrant potentiellement des alternatives à la transplantation de cornée, est hautement justifiée. Compte tenu de la biodisponibilité limitée des médicaments délivrés par la cornée ou la conjonctive 1,2,3, l’administration intracamérulaire apparaît comme une voie avantageuse pour traiter la couche endothélienne. Les modèles expérimentaux d’injection intracamérale jouent un rôle crucial dans le développement de nouvelles approches thérapeutiques pour la FED. L’utilisation de l’approche décrite ici pour l’injection intracamérale peut induire l’absorption du matériau injecté dans la couche endothéliale cornéenne. La mise en œuvre de cette méthode en injection intracamérulaire permet de créer des modèles expérimentaux de traitement FED avec une grande précision et reproductibilité. Cela contribue non seulement à faire progresser notre compréhension de la FED, mais ouvre également des voies pour le développement d’interventions thérapeutiques ciblées et efficaces.
En résumé, il s’agit d’une procédure optimisée pour l’injection intracamérale chez le rat à faible risque d’effets indésirables, qui serait précieuse pour améliorer la recherche préclinique en ophtalmologie et contribuer au développement de nouvelles possibilités thérapeutiques pour les pathologies oculaires.