Et si vos yeux pouvaient utiliser la lumière pour se guérir ? S’inspirant de la façon dont les plantes exploitent la lumière du soleil, des chercheurs de l’Université nationale de Singapour (NUS) mettent au point un traitement révolutionnaire contre la sécheresse oculaire. Leur approche utilise une technologie activée par la lumière dérivée des membranes photosynthétiques de la plante d’épinard, permettant à l’œil de rester hydraté en permanence. Cela offre une solution simple, efficace et non invasive.

La sécheresse oculaire, également connue sous le nom de kératoconjonctivite sèche, est l’une des affections oculaires les plus courantes, touchant plus de 1,5 milliard de personnes dans le monde. Bien plus qu’un inconfort mineur, la maladie provoque des cicatrices cornéennes, douleur chroniquevision floue et sensibilité à la lumière. Diverses études l’ont lié à la dépression, à l’anxiété et à la réduction de la productivité sur le lieu de travail, ainsi qu’à un fardeau économique estimé à 3,84 milliards de dollars par an rien qu’aux États-Unis. Les traitements actuels tels que la cyclosporine A (Restasis^®) et le lifitegrast (Xiidra^®) cible inflammation par des voies moléculaires spécifiques, mais leurs coûts élevés et leurs effets secondaires indésirables limitent leur utilisation à long terme.

Au niveau cellulaire, la maladie est entraînée par un cercle vicieux. L’inflammation de la région cornéenne génère des espèces réactives de l’oxygène (ROS), des molécules chimiquement agressives qui endommagent les cellules. Des yeux sains peuvent neutraliser les ROS grâce à la production d’antioxydants pilotée par le phosphate de nicotinamide adénine dinucléotide (forme réduite) (NADPH). Mais dans les yeux enflammés, les niveaux de ROS submergent les défenses naturelles de la cornée, entraînant la génération d’encore plus de ROS – une spirale mortelle.

Une équipe dirigée par le professeur agrégé David Leong Tai Wei du Département de génie chimique et biomoléculaire du Collège de conception et d’ingénierie de NUS a développé une approche fondamentalement différente en transplantant une machinerie photosynthétique fonctionnelle d’origine végétale dans des cellules cornéennes, leur permettant de récolter la lumière ambiante et de produire du NADPH indépendamment des propres voies de production de NADPH des cellules. Dans des études précliniques, la technologie, administrée sous forme de simples gouttes oculaires à des doses si faibles qu’elle n’interfère pas avec la perception des couleurs, a inversé les lésions cornéennes à des niveaux presque sains en cinq jours, surpassant Restasis.^®.

L’étude a été publiée en ligne dans la revue scientifique Cellule le 15 mai 2026.

Un croisement biologique révélateur

Au cours de l’évolution, les plantes et les animaux ont emprunté des chemins divergents, de sorte que les animaux, à une exception près, ne sont pas capables de photosynthétiser. Cette exception est la sacoglossan la limace de mer, qui ingère et stocke les chloroplastes (organites responsables de la photosynthèse des cellules végétales) des microalgues au sein de ses cellules intestinales. Lorsqu’elles sont affamées, ces limaces de mer peuvent vivre des nutriments produits par la photosynthèse – le seul cas connu d’un animal capable de photosynthétiser comme une plante. Ce trait animal inhabituel a soulevé une question intrigante : les mammifères pourraient-ils également acquérir une forme limitée de photosynthèse ?

Pour tester leurs idées, les chercheurs du NUS ont choisi l’œil, car c’est l’un des rares organes du corps humain à absorber la lumière visible, tout comme les feuilles des plantes. Ils ont conçu la LEAF (Lréaction rapide EThyl enrichiUNkoïde NADPH-Foundry), une version nanométrique et structurellement préservée du grana thylakoïde – les compartiments membranaires étroitement empilés à l’intérieur des chloroplastes des cellules végétales où l’énergie lumineuse est exploitée et convertie en molécules de NADPH. Lors de la photosynthèse, les molécules de NADPH sont ensuite utilisées pour produire du glucose, fournissant ainsi de l’énergie et de la nourriture à la plante.

L’innovation principale de l’équipe a été de supprimer la partie des chloroplastes qui consomme le NADPH tout en gardant intacte les thylakoïdes, où se trouve la machinerie de réaction à la lumière de la photosynthèse. Cela a abouti à un emballage de taille nanométrique qui agit comme une usine dédiée au NADPH, capable de produire environ 20 % de NADPH en plus par rapport aux thylakoïdes non emballés. Préparées à partir des feuilles d’épinards familières à l’aide d’une méthode d’extraction mécanique et chimique douce et brevetée développée par l’équipe NUS, les particules mesurent environ 400 nanomètres de diamètre, suffisamment petites pour être facilement absorbées par les cellules. LEAF, lorsqu’elle est présente dans les cellules, produit alors du NADPH photosynthétique lors de l’exposition à des sources de lumière ambiante, et le NADPH produit s’attaque à la sécheresse oculaire via deux voies : à l’intérieur et à l’extérieur de la cellule.

Il s’agit d’une découverte passionnante car nous avons, pour la première fois, démontré que la machinerie photosynthétique végétale peut être transplantée dans les tissus des mammifères pour générer des molécules biologiquement utiles, entièrement alimentées par la même lumière qui permet notre vision. Nous aussi pouvons avoir des capacités photosynthétiques limitées. »

Dr Xing Kuoran, premier auteur de l’ouvrage

Testé sur des tissus vivants

Lors de tests en laboratoire sur des cellules enflammées, LEAF a restauré les niveaux de NADPH dans les 30 minutes suivant l’exposition à la lumière, supprimé les ROS et fait pivoter les cellules immunitaires de la cornée d’un état pro-inflammatoire à un état pro-inflammatoire. anti-inflammatoire État. Lorsqu’il a été testé directement sur des échantillons de larmes prélevés sur des patients souffrant de sécheresse oculaire, LEAF a multiplié par 20 les niveaux de NADPH et a réduit le peroxyde d’hydrogène, un oxydant nocif pour les cellules, de plus de 95 pour cent.

Dans leur premier essai préclinique en collaboration avec des ophtalmologistes du centre ophtalmologique du deuxième hôpital affilié de l’université du Zhejiang, LEAF administré sous forme de gouttes oculaires sous un éclairage ambiant intérieur a inversé les lésions cornéennes à des niveaux presque sains en cinq jours, surpassant Restasis®. Un deuxième essai préclinique a également confirmé l’effet thérapeutique. Les évaluations de sécurité, y compris les études de sensibilisation cutanée, d’irritation oculaire et de toxicité pour les organes menées sur deux mois, n’ont montré aucun effet indésirable. L’équipe prévoit de mener des essais cliniques pour valider davantage la technologie.

Plus que ce que l’on voit

« Avec LEAF, nous disposons désormais d’une technologie qui exploite la lumière ambiante pour restaurer directement la molécule qui épuise la sécheresse oculaire », a ajouté le professeur associé Leong. « Comme il est dérivé des épinards, administré sous forme de simple collyre, ne nécessite aucun appareil externe ni source d’alimentation et utilise la lumière ambiante utilisée pour la vision, nous pensons qu’il a un fort potentiel de traduction clinique. C’est presque surréaliste lorsqu’on pense à une réalité future possible où les cellules humaines peuvent avoir une forme limitée mais bénéfique de capacité photosynthétique non seulement dans l’œil mais aussi ailleurs. « 

En outre, comme le stress oxydatif est à l’origine d’un large éventail de conditions inflammatoires au-delà de la sécheresse oculaire, l’équipe voit également le potentiel des approches basées sur LEAF partout où les défenses antioxydantes de l’organisme sont dépassées, en particulier dans les tissus naturellement accessibles à la lumière visible, comme la rétine, la peau et les muscles squelettiques sous-jacents. Ils développent également de nouvelles stratégies capables de produire des molécules photosynthétisées thérapeutiquement utiles dans les organes internes sans avoir besoin de pénétration de la lumière visible.