La conjonctive est une membrane muqueuse richement vascularisée qui couvre la surface antérieure du globe oculaire et la face postérieure des paupières supérieures et inférieures. Elle est responsable de la sécrétion du mucus, qui est essentiel pour la stabilité du film lacrymal et la transparence cornéenne. Elle contient des cellules immunocompétentes capables d’initier et de participer à la réaction inflammatoire.

La conjonctive est divisée en trois régions [1].

La cornée comprend cinq couches qui sont de dehors en dedans : l’épithélium pavimenteux au contact du film lacrymal reposant sur une membrane basale ; la couche de Bowman qui correspond à une condensation du stroma antérieur ; le stroma cornéen ; la membrane de Descemet ; les cellules endothéliales. La membrane de Descemet correspond à la membrane basale des cellules endothéliales.

La conjonctive est une muqueuse formée d’un épithélium pluristratifié non kératinisé contenant des cellules à mucus (ou goblet cells). Il est constitué de deux à huit–dix couches cellulaires selon la localisation reposant sur un tissu conjonctif lâche (stroma), ces deux structures étant séparées par une membrane basale. Le nombre de cellules à mucus varie selon la localisation, comme l’épaisseur de l’épithélium pluristratifié. Ainsi on distingue quatre aspects morphologiques différents développés ci-dessous.

En contact avec le film lacrymal, l’épithélium cornéen de surface est de type pavimenteux stratifié. Il comporte de cinq à sept couches de cellules, mesure 50 μm d’épaisseur et représente 10 % de l’épaisseur totale cornéenne (fig. 1-6 et 1-7).

L’endothélium cornéen, sur la face opposée de la cornée, correspond à un épithélium unistratifié composé de cellules polygonales.

L’endothélium constitue une couche unique de cellules polygonales qui repose sur la membrane de Descemet. Leur noyau est central. En microscopie électronique, les organites cellulaires sont nombreux et représentés par des microfilaments, des vésicules de pinocytose, des mitochondries, du réticulum lisse et rugueux, de nombreux ribosomes et un important appareil de Golgi (fig. 1-8). Ces organites sont caractéristiques de cellules avec un transport actif vésiculaire intracytoplasmique et d’une importante synthèse de protéines. Ce transport vésiculaire a un rôle notable dans la transparence cornéenne en régulant les mouvements d’eau dans la cornée et en assurant une déturgescence de la cornée.

La membrane de Descemet est une membrane basale synthétisée par les cellules endothéliales dont l’épaisseur augmente avec l’âge. Elle comprend lors de l’examen ultrastructural deux zones : une zone striée postérieure (aussi appelée zone striée) qui apparaît durant la vie fœtale et une zone antérieure non striée qui apparaît durant la vie adulte.

En 2013, Dua et al. [13, 14] ont décrit, à partir de constatations de kératoplasties lamellaires antérieures profondes réalisées ex vivo sur des yeux humains d’une banque de cornée, une couche prédescemétique qu’ils ont dénommée pre-Descemet layer (PDL) ou Dua’s layer (DL). Cette couche serait située entre la face antérieure de la membrane de Descemet et le premier kératocyte du stroma postérieur. Elle serait formée de cinq à huit fines lamelles de faisceaux de collagène orientées en directions longitudinale, transverse et oblique. Elle serait dépourvue de kératocytes (absence de marquage par le CD34). La composition en collagènes serait légèrement différente du stroma cornéen, avec une augmentation des collagènes IV et VI, tandis que la composition en collagènes I (importante) et V (faible) serait similaire. La composition en protéoglycanes (lumicane, mimecane, décorine notamment) serait identique au stroma cornéen.

Cette description soulève toutefois des controverses [15, 16], la PDL pouvant plutôt correspondre à une variation anatomique de la partie postérieure du stroma cornéen. Ces données nécessitent d’être confirmées par d’autres équipes.

Ce sont des glycoprotéines transmembranaires qui jouent un rôle au cours de la vie embryonnaire, mais aussi à l’âge adulte pour maintenir l’intégrité des épithéliums, lors de la cicatrisation, des pathologies immunologiques ou du développement des cancers. Ces molécules assurent la reconnaissance spécifique entre deux cellules, la formation de contacts stables entre deux cellules ou avec la matrice extracellulaire et la transmission de signaux. On les classe en quatre familles : les intégrines, les cadhérines, les sélectines et les immunoglobulines.

Parmi toutes les études réalisées, surtout en immuno-histochimie, il a été montré une expression différente des molécules d’adhésion en conditions normales ou pathologiques. Ainsi, il a été montré une expression de VLA-2 (very late antigens 2), VLA-3, LFA-3 (lymphocyte function antigens 3) et de la sous-unité α de VLA-6 dans l’épithélium conjonctival ainsi qu’un renforcement de cette dernière sur la membrane basale des cellules basales conjonctivales [20]. De plus, dans des conditions pathologiques (inflammation et pathologies dégénératives), la composition de ces molécules est modifiée : ainsi, une augmentation de l’expression de la sous-unité α₂ de VLA-2 et l’apparition de ICAM-1 (intercellular adhesion molecule 1) ont été observées dans les cellules basales conjonctivales [21]. D’autres auteurs ont observé une expression d’ICAM-1 et de l’E-cadhérine dans les dystrophies cornéennes, molécules absentes dans la cornée normale [22]. ICAM-1 aurait aussi un rôle important dans la cicatrisation cornéenne [23].

Toutes les cellules épithéliales contiennent dans leur cytoplasme des filaments intermédiaires qui correspondent à des cytokératines (CK). Les CK sont divisées en deux familles : les CK acides (type I) numérotées de 9 à 20 dont les gènes sont situés sur le chromosome 17, sauf pour la CK18 dont le gène est situé sur le chromosome 12, et les CK basiques (type II) numérotées de 1 à 8 dont les gènes sont situés sur le chromosome 12.

La CK3 forme un dimère avec la CK12 et est considérée comme spécifique de l’épithélium cornéen. Des mutations de la CK3 ou CK12 sont responsables de la dystrophie de Meesmann.

La CK19 a été considérée comme spécifique de l’épithélium conjonctival, mais est aussi exprimée par des cellules superficielles cornéennes centrales et elle prédomine à la périphérie de la cornée [24]. De plus, elle est exprimée dans toute la conjonctive et le limbe, à l’exception de la jonction cutanéomuqueuse, et dans l’épiderme [25].

La CK13 n’est exprimée que dans la conjonctive, et son expression serait exclusive de la CK12 [24]. En pratique, la CK13 est exprimée dans les cellules suprabasales du limbe et dans toute l’épaisseur de la conjonctive.

La CK14 est une cytokératine le plus souvent basale des épithéliums stratifiés et est associée sous forme de dimère à la CK5. Elle marque les cellules mitotiquement actives. Ainsi, elle a été observée dans les couches basales de la cornée, de la conjonctive et du limbe [26]. De plus, elle a été trouvée fortement exprimée dans les cellules du canal excréteur de la glande de Meibomius et avec un gradient décroissant de la margelle palpébrale vers le fornix [25]. Ces derniers résultats suggéreraient que les cellules souches conjonctivales seraient situées dans les zones de forte expression de la CK14.

La CK15 a été aussi considérée comme un marqueur des cellules souches limbiques. Elle est exprimée dans les couches basales conjonctivales et limbiques et, dans une moindre mesure, dans les couches suprabasales limbiques [26].

L’endothélium cornéen exprime les CK8/18 et la CK7, qui sont habituellement des marqueurs des épithéliums sécrétoires [27, 28].

Enfin, une étude de 2011, menée par Merjava et al., a analysé l’expression des autres cytokératines dans tous les segments de la cornée, du limbe et de la conjonctive [29] ; nous ne la détaillerons pas ici.

Le chorion conjonctival est un tissu conjonctif qui est subdivisé en un chorion superficiel, ou lamina propria, riche en lymphocytes et un chorion profond. Le tissu conjonctif est formé de fibroblastes responsables de la synthèse de la matrice extracellulaire (fibres élastiques, collagène et substance fondamentale). Le chorion constitue la trame de soutien et contient les vaisseaux sanguins, les lymphatiques et les nerfs.

Le stroma cornéen (fig. 1-12) représente la majeure partie de l’épaisseur de la cornée (90 %) et mesure 400 μm.

À la partie antérieure sous l’épithélium, la couche de Bowman correspond à une modification du stroma antérieur. Elle est dépourvue de cellules et est constituée de fibres de collagène dont l’organisation est différente de celle du stroma cornéen.

Le stroma cornéen avasculaire est formé de fibres de collagène essentiellement de type I et V. Les fibres sont organisées en faisceaux, eux-mêmes composés de fibrilles. Les fibrilles de collagène sont parallèles entre elles, ont toutes la même taille et sont séparées par un espace fixe. Ces fibres ont une striation périodique (correspondant au quart de la longueur d’une macromolécule de collagène). Les faisceaux de collagène se croisent à angle droit au centre de la cornée (fig. 1-13). De cet arrangement quasi géométrique dépend la transparence de la cornée, condition nécessaire à une bonne transmission de la lumière. Ainsi, leur diamètre est inférieur à la moitié de la longueur d’onde de la lumière et leur indice de réfraction est identique à celui de la substance fondamentale.

Au sein de cette matrice collagénique, les kératocytes (fibrocytes cornéens) s’étendent parallèlement aux lamelles de collagène. Leurs noyaux apparaissent ovalaires, écrasés par le collagène, mais ils ont en fait de multiples expansions (voir fig. 1-12). Leur cytoplasme contient des filaments de vimentine et d’actine. Ces cellules mésenchymateuses dérivent de la crête neurale et ne représentent que 3 % de la surface de la cornée. Ils assurent la biosynthèse du collagène et de la substance fondamentale. Cette dernière assure la cohésion de la cornée. Elle est composée de mucopolysaccharides acides et, notamment, des kératanes sulfates (60 %), de la chondroïtine sulfate (40 %) et des mucopolysaccharides neutres.

La cornée elle-même est avasculaire. Elle est irriguée à sa périphérie à partir des vaisseaux conjonctivaux, épiscléraux et scléraux. Ces vaisseaux terminaux se ramifient au limbe. Son apport nutritif provient du limbe mais aussi du film lacrymal et de l’humeur aqueuse. L’absence de vaisseaux sanguins et lymphatiques la rend plus vulnérable aux infections.

La cornée reçoit une riche innervation sensitive à partir des nerfs ciliaires de la branche ophtalmique du trijumeau. Du plexus ciliaire se détachent des rameaux qui vont aborder la cornée au limbe pour former un réseau cheminant soit sous l’épithélium pour devenir intra-épithélial, soit dans le stroma antérieur. Ces rameaux de nerfs cilaires au cours de leur progression vers le centre se séparent et se divisent dichotomiquement. Chaque fibre innerve un territoire cornéen et s’entrecroise pour former un riche réseau nerveux sous la couche de Bowman.

La couche lipidique varie dans sa composition d’un patient à l’autre et selon le moment de la journée. Elle s’étale à la surface du FL et constitue donc le premier « rempart » de la surface oculaire au contact du monde extérieur.

La réponse neuronale qui régule la sécrétion de la glande lacrymale est une partie intégrante de l’unité fonctionnelle constituée des nerfs afférents cornéens et conjonctivaux, des nerfs efférents sympathiques et parasympathiques qui innervent la glande lacrymale avec ses cellules et les canaux excréteurs.

Une réponse neuronale rapide entraînant la sécrétion de larmes est indispensable pour combattre une agression de la surface oculaire (température, humidité, stress mécanique, chimique). Toutefois, cette sécrétion n’est pas seulement aqueuse mais comporte également différentes substances (facteurs de croissance, électrolytes, protéines, etc.)

La boucle lacrymale réflexe (fig. 1-19) a pour rôle d’induire une production lacrymale suite à une stimulation cornéenne ; elle fait intervenir la glande lacrymale principale, la cornée et la conjonctive et enfin le système nerveux central [33]. En cas de stimulation au niveau de la cornée, un signal est envoyé au système nerveux central par les nerfs sensitifs de la surface oculaire. Le système nerveux central déclenche alors une stimulation des nerfs sécréto-moteurs, provoquant une augmentation de la production de larmes (eau, électrolytes et protéines) par la glande lacrymale principale et de sécrétion de mucines par les cellules à mucus, associée à un clignement immédiat permettant de répandre le film lacrymal sur l’ensemble de la surface oculaire exposée. Il ne s’agit pas seulement d’un simple déclenchement isolé de larmes, car celui-ci peut être modulé par la stimulation conjointe du noyau lacrymal cérébral associant une composante émotionnelle si besoin. Cette stimulation est contrôlée pour assurer en permanence une sécrétion minimale adaptée aux besoins de la surface oculaire. Elle est susceptible d’augmenter brusquement en cas de nécessité. Cette réactivité nerveuse peut être altérée, notamment lorsque les nerfs sensitifs à la surface de la cornée sont constamment stimulés (en cas d’irritation par exemple). On observe dans ce cas une perte de la réponse de production de larmes suite à un stimulus, sorte de désensibilisation nerveuse de la boucle lacrymale réflexe.

La stabilité, la qualité et la quantité du film lacrymal sont également dépendantes de facteurs environnementaux susceptibles d’avoir un impact sur l’évaporation des larmes ou leur bon étalement sur la surface oculaire. Les conditions ambiantes (température, taux d’humidité, présence de vent ou de courant d’air) influencent de manière importante l’évaporation de la phase aqueuse du film lacrymal [69]. Il en est de même avec la taille de la surface oculaire exposée, liée à l’ouverture palpébrale. Celle-ci est elle-même spécifique de chaque individu et peut être modifiée, par exemple en cas de travail sur écran nécessitant une concentration importante. Il semble d’ailleurs qu’il n’existe pas une très bonne corrélation entre les paramètres d’évaluation de la surface oculaire (BUT) et le clignement, laissant supposer que ce dernier est sous la dépendance d’autres contrôles que la simple stimulation issue de l’état cornéen : ainsi un état de concentration intense limite le clignement probablement pour maintenir d’avantage l’attention en dépit d’un BUT raccourci [70].

Le tarse constitue la partie solide des paupières, il assure ainsi la stabilité palpébrale et la protection du globe oculaire. Il est constitué de collagène et est parcouru dans son épaisseur par les glandes de Meibomius (fig. 1-23). En avant, il est séparé de l’aponévrose du releveur par un espace lâche qui constitue l’espace de dissection naturel entre lamelles antérieure et postérieure. Le tarse contient également des fibres élastiques, réparties principalement le long des attaches avec la conjonctive et autour des glandes de Meibomius. La présence de ces fibres élastiques explique la capacité du tarse à se déformer et à reprendre sa forme lors des mouvements verticaux de la paupière. Chez le sujet âgé et chez les patients atteints de floppy eyelid syndrome, les fibres élastiques sont altérées et la paupière se distend, pouvant provoquer un trouble statique (entropion ou ectropion). Les fibres élastiques entourant les glandes de Meibomius sont également impliquées dans la sécrétion active du meibum.

La conjonctive est un épithélium muqueux. Elle contient des cellules caliciformes, responsables de la sécrétion de la phase muqueuse des larmes (fig. 1-24), et des cellules de l’immunité formant le tissu lymphoïde associé aux muqueuses (mucosa-associated lymphoid tissue [MALT]). Elle est solidaire du tarse, duquel elle est inséparable chirurgicalement.

Le canthus externe est le plus solide, pour des raisons anatomiques (l’orbite est inclinée de 23° en dehors par rapport à l’axe sagittal, donc la force du releveur s’exerce davantage sur le canthus externe). Le ligament canthal externe, bande nacrée facile à disséquer, s’insère sur un petit tubercule osseux (le tubercule de Whitnall) qui donne également insertion au septum orbitaire et à l’aileron latéral du releveur (fig. 1-25) [5]. Le cul-de-sac conjonctival externe est maintenu profond par l’expansion conjonctivale du droit externe [6].

Le fascia profond de l’orbiculaire est attaché au périoste de l’orbite par un ligament. Cette attache est plus développée au niveau du rebord inféro-externe et participe également aux connexions entre le tarse et le rebord orbitaire externe. Ce ligament fusionne latéralement avec le SMAS (superficial musculoaponeurotic system) et rejoint en particulier l’aponévrose temporale. Chez le sujet âgé, ce ligament se relâche et l’orbiculaire préseptal, libre de ses attaches, arrive à migrer en prétarsal, réalisant ainsi l’entropion spasmodique [7].

Le canthus interne est d’organisation plus complexe et constitué de tissus plus lâches. Le tendon canthal médial est formé de deux chefs distincts, séparés par l’appareil excréteur lacrymal. Le chef antérieur est amarré à la crête lacrymale antérieure par un tendon, mais la convexité des paupières est assurée par l’insertion du chef postérieur sur la crête lacrymale postérieure. Le cul-de-sac conjonctival interne est maintenu en profondeur par l’expansion conjonctivale du droit interne [6].

La sécrétion du meibum est réalisée par trois types de glandes lipidiques : les glandes de Meibomius (glandes tarsales), de Zeiss et de Moll (associées aux follicules pileux des cils). Ces glandes sont en connexion étroite avec les muscles de la statique et peuvent être perturbées par un dysfonctionnement de l’élasticité palpébrale.

Les glandes de Meibomius sont au nombre de vingt-cinq à trente [2]. Elles sont situées au centre du tarse et sont mises en tension à chaque clignement. L’élasticité du tarse participe à leur bon fonctionnement. Le dysfonctionnement des glandes de Meibomius a été reconnu comme une cause de kératoconjonctivite non inflammatoire [8]. Les glandes de Meibomius présentent également des récepteurs pour les œstrogènes qui augmentent avec l’âge, quel que soit le sexe, sans conséquence sur la qualité du film lacrymal [9].

Les glandes de Moll sont des glandes sudoripares (participant à la thermorégulation), dédiées exclusivement au follicule pileux des cils. Elles s’abouchent dans le follicule par un petit canal. Il est à présent admis que ces glandes sécrètent dès la naissance des agents actifs contre les micro-organismes, en particulier lysozyme et immunoglobulines A [10].

Les glandes de Zeiss sont au nombre de deux par cil [2].

La sécrétion de la phase aqueuse des larmes est assurée en très grande partie par la glande lacrymale principale, qui est en outre responsable du larmoiement émotionnel. La glande lacrymale principale est située dans une cavité naturelle de l’os frontal, la fossette lacrymale. Elle est constituée d’acini qui se déversent dans le cul-de-sac supérieur par cinq à douze canaux excréteurs qu’il est possible de repérer cliniquement en éversant le tarse supérieur.

La glande lacrymale principale est traversée par l’aileron latéral du releveur qui scinde son pédicule vasculonerveux et ses canaux excréteurs en deux pédicules distincts. Cette disposition permet de définir deux lobes : un lobe palpébral (inférieur et en arrière) et un lobe orbitaire (supérieur et en avant).

Les glandes lacrymales accessoires sont les glandes de Krause et de Wolfring (fig. 1-26).

Ces glandes accessoires assurent la sécrétion aqueuse de base et expliquent l’absence de sécheresse oculaire lors des exérèses complètes de la glande lacrymale principale.

La glande de Wolfring a une structure en acini, similaire à celle de la glande lacrymale principale, et présente des canaux excréteurs vers la partie palpébrale de la conjonctive qui s’abouchent en un ou plusieurs points proches du cul-de-sac [11].

Il n’y a pas de glande au sens anatomique du terme pour la sécrétion de la partie mucineuse des larmes. Celle-ci est assurée par les cellules caliciformes conjonctivales qui sont regroupées parfois pour former des excroissances dans la muqueuse conjonctivale, appelées « cryptes de Henle », principalement au fond des culs-de-sac (voir fig. 1-24).

L’examen des points lacrymaux est capital devant tout trouble de la surface oculaire. Ils sont constitués d’un anneau fibreux, l’angustia, assurant l’effet de ventouse à chaque clignement. Leur bon fonctionnement implique leur ouverture (mais pas leur béance) et leur orientation correcte en direction du lac lacrymal.

Les canalicules sont habituellement décrits avec une partie verticale, puis une partie horizontale séparées par une petite valve. La partie horizontale présente ensuite une partie intramusculaire (dans le muscle de Riolan, puis dans le muscle de Duverney) puis une partie extramusculaire.

Les canalicules s’abouchent ensuite dans le sac lacrymal de façon très variable : soit directement, soit par l’intermédiaire d’un canal d’union, soit par l’intermédiaire d’un renflement (le sinus de Maier). À l’entrée du sac est décrite une autre valve : la valve de Rosenmüller. Ces valves sont des valves dynamiques, par mise en tension transitoire de la muqueuse lacrymale.

Outre la perméabilité du système, le bon fonctionnement de la pompe lacrymale implique une bonne position des points lacrymaux, un lac lacrymal plat et un clignement efficace.

Une bonne excrétion des larmes implique une anatomie conservée de tout l’angle interne des paupières. Les larmes s’écoulent de dehors en dedans et s’accumulent dans un triangle appelé lac lacrymal, défini entre la caroncule et les deux points lacrymaux. Pour que la pompe lacrymale fonctionne, les paupières doivent être suffisamment tendues et maintenues en arrière (insérées sur la crête lacrymale postérieure par le chef postérieur du tendon canthal interne). Lorsqu’après un traumatisme, le muscle de Duverney est repositionné incorrectement trop en avant, le lac lacrymal devient creux, la pompe lacrymale ne fonctionne plus et les larmes stagnent, constituant le « syndrome du Centurion », par une antéroposition des paupières dans l’angle interne.

À chaque clignement, les points lacrymaux sont attirés médialement dans le lac lacrymal, créant une pression positive dans le lac lacrymal et une pression négative dans la lumière canaliculaire. Il se produit ainsi un effet de ventouse qui permet une excrétion active des larmes.

Le muscle responsable de la pompe lacrymale est un chef postérieur de l’orbiculaire préseptal, qui s’insère sur la crête lacrymale postérieure et passe en pont devant le diaphragme lacrymal. Ce muscle a été mentionné pour la première fois par le chirurgien français Jacques-Francois-Marie Duverney et décrit ensuite par de nombreux chirurgiens dont William Horner.

Outre les problèmes esthétiques, la bonne position et l’intégrité de ce muscle sont indispensables à un bon fonctionnement de la pompe lacrymale et ne sont pas sans conséquence sur les pathologies chroniques de la surface oculaire.

Les larmes (voir chapitre 1-II) constituent le premier rempart des défenses de la surface oculaire et concentrent les médiateurs chimiques libérés au cours des réactions inflammatoires qui s’y produisent, d’où leur grand intérêt en immunologie conjonctivale (tableau 1-3). À l’état normal, les défenses lacrymales spécifiques sont assurées essentiellement par les IgA sécrétoires (100 à 500 mg/l) qui sont sécrétées par les plasmocytes des glandes lacrymales et de la conjonctive. Associées en dimères avec le composant sécrétoire, les IgA tapissent la surface oculaire en se liant à l’acide sialique du mucus. Elles s’opposent ainsi à l’adhésion bactérienne et neutralisent certaines toxines et certains virus. On trouve aussi dans les larmes des IgG à concentration plus faible (3 à 10 mg/l), ainsi que des traces d’IgM, d’IgE, des prostaglandines, des leucotriènes, des interférons et plusieurs constituants du complément.

Le film lacrymal a aussi un rôle :

• de protection mécanique par un effet de lavage lors du larmoiement réflexe ;

• chimique antibactérien par la présence de lysozyme, de lactoferrine et de bêta-lysine ;

• trophique par sa richesse en facteurs de croissance, notamment en EGF.

Le lysozyme est une enzyme bactériolytique qui rompt les membranes cellulaires des micro-organismes sensibles, de manière similaire à la pénicilline. Il constitue 30 à 40 % de l’ensemble des protéines lacrymales et sa concentration diminue avec l’âge et au cours des sécheresses oculaires, ce qui favorise le risque infectieux. La lactoferrine en se complexant au fer prive les bactéries de cet élément nutritif essentiel et active les fonctions des lymphocytes NK (natural killer). Elle joue ainsi un rôle primordial de défense antibactérienne non spécifique. Le mucus constitue aussi par lui-même un élément défensif supplémentaire en englobant dans ses mailles d’éventuelles particules étrangères, favorisant ainsi leur élimination mécanique directe vers les culs-de-sac conjonctivaux. Le réseau mucinique produirait en outre des radicaux libres aux propriétés bactéricides [2]. Les mucines solubles sont produites par les mucocytes, de grosses cellules à noyau excentré occupant la quasi-totalité de l’épaisseur de l’épithélium (fig. 1-38).

Un autre mode non spécifique de défense de la surface oculaire est constitué par la flore microbienne normale [2]. Celle-ci, composée essentiellement de Staphylococcus epidermidis, Corynebacterium et Propionibacterium acnes, s’oppose à la prolifération de germes plus agressifs pour les structures oculaires. Dans certaines circonstances, l’équilibre microbiologique est rompu et les germes saprophytes peuvent à leur tour devenir pathogènes.

L’épithélium conjonctival est composé de cellules épithéliales de recouvrement et de cellules à mucus essentielles à la composition du film lacrymal et à la trophicité de la surface oculaire. Sur le plan immunologique, la conjonctive possède un réseau dense de cellules immunitaires intra-épithéliales, les cellules dendritiques, dont un contingent est formé par les cellules de Langerhans. La densité de celles-ci est estimée de 250 à 300/mm² chez l’homme au niveau de la conjonctive limbique [1]. Ces cellules, normalement tapies dans la profondeur des couches épithéliales, émettent des prolongements fins et multiples, et se déplacent entre les cellules épithéliales en fonction de l’état inflammatoire local. En cas d’inflammation de surface, leur densité augmente considérablement et une impressionnante migration vers la superficie conjonctivale peut être observée. Philipp et al. [3] ont trouvé des densités plus importantes de cellules de Langerhans dans l’épithélium de la conjonctive bulbaire que dans celui de la conjonctive tarsale. En revanche, au sein de la conjonctive bulbaire, il n’a pas été noté de différence dans leur répartition en fonction des zones de prélèvement.

Les cellules dendritiques intra-épithéliales, conjonctivales et cornéennes, famille à laquelle les cellules de Langerhans appartiennent (fig. 1-39 et 1-40), possèdent sur leur membrane tous les éléments immunitaires nécessaires pour capter un antigène étranger, le phagocyter et le préparer pour qu’il puisse être reconnu puis éliminé par les lymphocytes sous-épithéliaux. Les cellules de Langerhans traversent alors l’épithélium et présentent l’antigène aux lymphocytes qui effectuent et amplifient la réaction immunitaire d’élimination immédiate, et aussi de mémorisation pour que la réponse soit encore plus rapide et efficace en cas de nouvelles rencontres. Il y a très peu d’études sur l’immunophénotype des cellules dendritiques oculaires humaines [4]. Les cellules de Langerhans conjonctivales expriment à leur surface des antigènes de classe II du complexe majeur d’histocompatibilité (CMH) et l’antigène CD1a de façon constitutive, ce qui les rend potentiellement actives immunologiquement [5]. Ces caractéristiques sont importantes et conditionnent leur capacité à présenter les antigènes, car le processus de traitement antigénique impliquerait la co-internalisation du CD1a et des molécules de classe II du CMH. Dans les kératoconjonctivites vernales (KCV), les cellules de Langerhans expriment B7-2 et non B7-1 pour interagir avec le CD28 des lymphocytes. La voie de costimulation CD28/B7-2 pourrait induire le développement de la réponse Th2 dans les kératoconjonctivites vernales [6]. Outre leur statut immunophénotypique qui peut varier en fonction du temps ou de l’état inflammatoire local, les cellules de Langerhans conjonctivales possèdent, par rapport aux autres cellules dendritiques, deux caractéristiques qui leur sont propres : une activité ATPase positive et la présence de granules de Birbeck visibles en microscopie électronique dans leur cytoplasme.

L’épithélium conjonctival contient aussi des lymphocytes intra-épithéliaux (LIE), essentiellement en position basale [7, 8]. Il s’agit surtout de lymphocytes de type T, majoritairement CD3+/CD8+ (rapport CD4/CD8 d’environ 0,3), à l’inverse de la répartition lymphocytaire du stroma sous-épithélial. Ces lymphocytes expriment le CD45RO, caractéristique des cellules à mémoire, et le marqueur CD103 (human mucosal antigen-1 ou HML-1), intégrine αEβ7 exprimée par les lymphocytes intra-épithéliaux et les lymphocytes activés du chorion. Cette intégrine, surexprimée sous l’effet du TGF-β1, interviendrait dans les phénomènes de recirculation lymphocytaire jusqu’à l’épithélium et a pour ligand l’E-cadhérine exprimée par les cellules épithéliales. Il existe également de rares cellules B CD22+ qui sont plus abondantes dans les follicules lymphoïdes (voir CALT ci-après), des cellules NK et des lymphocytes T gamma/delta (Tγδ).

L’épithélium proprement dit joue également un rôle dans le système de défense immunologique de la surface oculaire. En effet, en cas d’inflammation, les cellules épithéliales surexpriment l’intercellular adhesion molecule 1 (ICAM-1), molécule d’adhésion, qui en se liant au lymphocyte function antigens 1 (LFA-1) des lymphocytes et des cellules phagocytaires, permet leur migration à travers l’épithélium. L’interféron gamma (IFN-γ) semble induire cette expression d’ICAM-1 en cas d’inflammation locale. L’expression d’ICAM-1 est très rapide : elle apparaît dès la trentième minute après un test de provocation consistant à instiller un allergène auquel le patient est déjà sensibilisé [9].

Les cellules épithéliales activées dans des processus immuno-inflammatoires, également sous l’effet de l’IFN-γ, expriment les antigènes de classe II HLA-DR, normalement restreints aux cellules immunocompétentes. L’expression de ces marqueurs peut être analysée et quantifiée sur des biopsies ou des empreintes conjonctivales (fig. 1-41) et constitue un test diagnostique d’inflammation [10]. Une expression anormale d’antigènes HLA-DR est ainsi retrouvée au cours du trachome, des syndromes secs, ainsi que chez les patients glaucomateux multitraités [11–13].

Les cellules épithéliales interviennent directement dans l’immunité innée en sécrétant des chimiokines et des cytokines comme IL-8, IL-6, TNF-α, IL-1α, Il-1β [14] et des défensines-β. Ces cytokines jouent probablement un rôle d’amplification des réactions inflammatoires locales. L’IL-1, l’IL-6 ou l’IL-8 sont présentes à l’état normal dans les cellules épithéliales, et leur synthèse est augmentée en cas d’inflammation, au cours des sécheresses oculaires sévères ou chez les patients glaucomateux traités au long cours [13]. L’épithélium possède enfin des récepteurs de type H1 pour l’histamine, dont l’activation entraîne la libération de cytokines inflammatoires [15].

L’épithélium conjonctival constitue en outre un enjeu croissant dans l’étude de la physiopathologie de l’allergie oculaire et pourrait représenter dans l’avenir une cible thérapeutique [16]. Les cellules épithéliales synthétisent des variétés de cytokines différentes en fonction des pathologies allergiques. En effet, l’IL-3 est retrouvée dans les kératoconjonctivites vernales (KCV) et atopiques (KCA), alors que l’IL-8 est retrouvée dans les conjonctivites gigantopapillaires (CGP). RANTES (regulated on activation, normal T cell expressed and secreted) et GM-CSF (granulocyte macrophage-colony stimulating factor) sont quant à eux exprimés dans ces trois pathologies [1]. Une étude a montré l’expression de l’IFN-γ, d’IL-10 et d’IL-13 dans les KCA, et d’IL-4 et d’IL-5 dans les KCV, ce qui suggère le caractère immunologique Th2 des KCV et Th1 des KCA [17]. L’IL-8 semble également jouer un rôle majeur dans les KCV pour le recrutement des neutrophiles, des éosinophiles et dans la pathogénie des lésions cornéennes. L’IFN-γ est un acteur essentiel de la réponse inflammatoire à sa phase d’induction dans les conjonctivites allergiques car l’utilisation d’anticorps anti-IFN-γ diminue l’infiltration d’éosinophiles conjonctivaux [18]. CCR4 et plus faiblement HLA-DR [19] sont exprimés sur les cellules épithéliales conjonctivales dans les pathologies allergiques Th2 de surface telles que les KCV et les CGP, alors que CCR5 associé au Th1 n’est pas retrouvé.

Le tissu conjonctif sous-épithélial ou substantia propria est le siège de véritables nappes de cellules immunitaires, prédominant au niveau des culs-de-sac où elles s’organisent inconstamment en follicules. Ce tissu contient environ 10 0000 lymphocytes, entre 20 000 et 40 000 plasmocytes et 5 000 mastocytes/mm³ [1]. Il possède peu de polynucléaires, sauf en cas d’agression microbienne, et d’assez rares macrophages. Le drainage lymphatique s’effectue vers les ganglions prétragiens qui mettent en communication les cellules immunitaires oculaires avec les autres structures immunologiques de l’organisme.

La glande lacrymale et la conjonctive bénéficient du phénomène de recirculation des lymphocytes, activés au niveau d’un des sites du MALT (mucosa-associated lymphoid tissue), généralement digestif, migrant dans les ganglions régionaux, puis dans la circulation sanguine, avant de se répartir dans l’ensemble des muqueuses. Des plasmocytes sécréteurs d’IgA spécifiques des antigènes rencontrés dans une des autres muqueuses sont donc présents dans la glande lacrymale et la substantia propria de la conjonctive [1]. À l’inverse, les autres muqueuses peuvent bénéficier d’une immunisation survenue au niveau de la muqueuse conjonctivale.

En revanche, l’existence d’un CALT structuré est discutée chez l’homme. Si les lymphocytes sont nombreux dans la substantia propria conjonctivale, les agrégats lymphocytaires spécialisés sont inconstants. La conjonctive du poulet, du lapin, du rat ou du cobaye présente en effet un CALT bien développé (fig. 1-42), mais cette organisation n’est retrouvée chez l’homme que dans environ 30 % des cas. Le tissu lymphoïde semble plus important dans la conjonctive palpébrale que dans la conjonctive bulbaire, et prédomine en paupière supérieure [20]. Le tissu lymphoïde est composé de lymphocytes et de plasmocytes sécrétant en majorité des IgA s’organisant en une couche fine dans la lamina propria. Dans certains cas, des follicules de lymphocytes sont individualisés au sein de cette fine couche, essentiellement dans les culs-de-sac conjonctivaux. Les lymphocytes B se concentrent au centre de ces follicules, alors que les lymphocytes T s’accumulent dans la périphérie. En cas d’activation inflammatoire, la densité cellulaire augmente considérablement, tant en périphérie que dans le follicule (fig. 1-43). Les cryptes conjonctivales et la voie de drainage lymphatique contiennent également ce tissu lymphoïde. Les amas lymphocytaires, lorsqu’ils sont organisés en follicules lymphoïdes, sont recouverts d’un épithélium modifié. Les cellules épithéliales y sont plates et allongées, avec des microvillosités et des microplis, semblables aux cellules épithéliales associées aux follicules retrouvées dans les autres MALT, appelées cellules M [21]. Elles interviennent directement dans la présentation antigénique. Quelle qu’en soit la disposition, le système immunitaire conjonctival est riche en lymphocytes, essentiellement de type T (CD3+), avec un rapport C4/CD8 situé entre 1,3 et 2, contrairement à la répartition lymphocytaire intra-épithéliale. Les cellules B, CD22+, sont fréquentes dans les follicules lymphoïdes.

La conjonctive profonde contient, comme l’épithélium, des cellules dendritiques présentatrices de l’antigène. Par contraste avec les cellules de Langerhans intra-épithéliales, les cellules dendritiques du stroma de la conjonctive bulbaire sont plus fréquemment situées dans le quadrant nasal et supérieur. Cette différence est probablement en relation avec une charge antigénique plus importante à ce niveau, qui correspond au chemin emprunté par les larmes lors de leur drainage. De telles variations géographiques dans la répartition des cellules dendritiques et des cellules immunocompétentes en général pourraient être en cause dans certaines pathologies conjonctivales comme le ptérygion ou la pinguécula qui apparaissent plus fréquemment dans le quadrant nasal.

Les lymphocytes T constituent un groupe hétérogène, possédant de multiples fonctions, facilitatrices, cytotoxiques ou suppressives. On peut les répartir en fonction des marqueurs membranaires qu’ils portent, grâce à l’utilisation d’anticorps spécifiques : cette identification constitue la technique du typage lymphocytaire. Des études immunophénotypiques et fonctionnelles ont révélé que les lymphocytes T se répartissaient en deux populations, auxiliaires (CD4+) et suppresseurs (CD8+), au sein desquelles pouvaient être distinguées des sous-populations fonctionnelles supplémentaires (cellules naïves, cellules à mémoire, etc.). La caractérisation des lymphocytes de type auxiliaire (CD4+) ou T helper (Th) a permis de découvrir parmi ceux-ci des sous-populations fonctionnelles distinctes, se différenciant non par des marqueurs membranaires, mais par les médiateurs qu’elles produisent et les réactions immunitaires qu’elles entraînent.

Ces lymphocytes CD4+ sont les acteurs principaux dans les conjonctivites allergiques. Le rôle des lymphocytes CD8+ est mal connu mais il semble qu’ils pourraient promouvoir la phase d’induction dans les conjonctivites allergiques, alors qu’ils en diminueraient la phase effectrice [22]. La réponse immunitaire nécessite une coordination parfaite entre les cellules détectrices et effectrices. Les lymphocytes CD4+ jouent un rôle central dans la protection immunitaire : naïfs au départ (Th0), ils peuvent se différencier en quatre types de lymphocytes Th (Th1, Th2, Th17, Treg) suivant les signaux reçus lors de leur interaction initiale avec l’antigène ou évoluer vers la lignée des lymphocytes T régulateurs (Treg) ayant des fonctions immunomodulatrices (fig. 1-44) [23-25].

Les mastocytes interviennent à différents niveaux de la réaction inflammatoire, au-delà des réactions allergiques proprement dites (fig. 1-45). On différencie deux types de mastocytes :

• les mastocytes du tissu conjonctif (MCTC), contenant de la chymase et de la tryptase, considérés comme non immuns, impliqués dans l’angiogenèse et le remodelage des tissus, retrouvés dans le tissu conjonctif du chorion, dans la substantia propria, essentiellement en localisation périvasculaire ;

• les mastocytes muqueux (MCM), cellules reliées au système immunitaire, présentes dans le chorion superficiel, l’épithélium et les follicules lymphoïdes, et qui ne contiennent que de la tryptase.

La majorité (97 %) des cellules mastocytaires de la conjonctive humaine normale est constituée de MCTC, tandis que les MCM sont plutôt retrouvés dans le tractus gastro-intestinal. Chez le rat, les mastocytes sont essentiellement présents à proximité du bord des paupières (10 000 à 12 000 cellules/mm³), du limbe (3 400 à 4 800 cellules/mm³) et sont beaucoup plus rares dans le reste de la conjonctive (500 à 1000/mm³) [1].

Dans des pathologies comme la conjonctivite gigantopapillaire, secondaire au port de lentilles de contact, ou la conjonctivite vernale, la proportion de mastocytes de tissu muqueux est augmentée (20 %) par rapport à la population mastocytaire normale habituelle. Dans les conjonctivites allergiques saisonnières, le nombre des mastocytes dans la substantia propria est également augmenté avec une hausse du taux de mastocytes muqueux par rapport aux mastocytes conjonctifs [57]. Dans les KCA, les pemphigoïdes oculaires cicatricielles et les syndromes de Stevens-Johnson, le nombre de mastocytes conjonctivaux est également augmenté par rapport aux sujets normaux avec une hausse du nombre de mastocytes conjonctifs et muqueux, variable en fonction des pathologies.

Les mastocytes conjonctivaux sécrètent des cytokines telles que IL-4, IL-5, IL-6, IL-8, IL-13, TNF-α et SCF ou stem cell factor (ligand du récepteur tyrosine kinase, c-kit ou CD117). Leur répartition est différente selon le type de mastocytes : IL-4 et IL-13 pour les MCTC et IL-5 et IL-6 pour les MCM. Cette différence confirme la répartition de fonctions spécifiques pour ces deux types de mastocytes [58]. Les mastocytes présentent des récepteurs membranaires (ICAM-1, c-kit, FcεRI, récepteurs à IgE) dont l’expression est modulée par TNF-α et IL-4. Le TNF-α synthétisé par les mastocytes induit une augmentation d’ICAM-1 à la surface des cellules épithéliales conjonctivales. Les mastocytes expriment également des récepteurs pour de nombreuses chimiokines (CCL2, CCL3, CCL5 et CCL11) qui vont les activer [59]. Les mastocytes conjonctivaux expriment ainsi les récepteurs CCR1, CCR2, CCR3, CCR5 et CXCR3. La chimiokine CCL3 (MIP-1α), trouvée fortement augmentée dans un modèle murin de conjonctivite allergique après exposition à l’antigène, stimule la dégranulation dépendante des IgE et la production de cytokines et de chimiokines par les mastocytes.

Les mastocytes peuvent présenter deux modes de dégranulation : l’un, rapide, lié à l’agrégation des IgE de surface et correspondant à la réaction anaphylactique ; l’autre plus lent, appelé peace meal degranulation, mal connu mais intervenant dans différentes pathologies inflammatoires. Ils sont en outre particulièrement sensibles à des stimuli mécaniques non immuns comme le frottement des yeux. La dégranulation mastocytaire entraîne alors une infiltration de polynucléaires neutrophiles en quelques heures suivie d’une élévation du nombre des macrophages entre 8 et 24 heures. La cascade des médiateurs inflammatoires libérés par la dégranulation mastocytaire joue un rôle à long terme lors d’irritations mécaniques à répétition, comme le port de lentilles de contact ou le grattage par les mains et les doigts. Les conjonctivites papillaires, dans ces cas, sont notamment caractérisées par une infiltration de lymphocytes, de macrophages, d’éosinophiles et de polynucléaires. L’activation mastocytaire induit la phase précoce de la réaction allergique mais augmente également la phase tardive dans les blépharoconjonctivites expérimentales immunes.

L’infiltration d’éosinophiles dans la conjonctive est caractéristique des pathologies oculaires allergiques. Dans les pathologies conjonctivales allergiques telles que la KCV, la KCA et la CGP, une infiltration conjonctivale éosinophilique majeure est retrouvée par rapport aux sujets sains [1]. De très nombreuses cytokines sont synthétisées par les éosinophiles et peuvent moduler leur activité et leur fonction. Ces cytokines sont synthétisées différemment par les éosinophiles en fonction des pathologies allergiques. RANTES, TGF-β, TNF-α, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6 et IL-8 sont synthétisés avec un taux moindre dans les CGP que dans les KCV et KCA. Des antigènes de surface comme CD4, HLA-DR, ICAM-1, IL-2R ont été retrouvés sur les éosinophiles conjonctivaux dans ces trois pathologies allergiques avec une nette prédominance dans les KCV et KCA par rapport aux CGP. Cette activation particulière des éosinophiles dans les KCV et KCA pourrait expliquer les atteintes cornéennes cliniques, absentes dans les CGP. De plus, les protéines éosinophiliques sont cytotoxiques pour les cellules épithéliales cornéennes [60]. Les éosinophiles jouent donc probablement un rôle central dans le développement des lésions cornéennes dans les conjonctivites allergiques.

Les macrophages peuvent exprimer des antigènes de classe II et, de façon modérée, la molécule CD1a, jouant ainsi un rôle dans la présentation d’antigènes. Les macrophages semblent être les principales cellules présentatrices d’antigène dans les blépharoconjonctivites expérimentales [61]. Au niveau oculaire, les macrophages jouent un rôle dans le maintien et la poursuite des cascades inflammatoires conjonctivales. Des infiltrats de macrophages conjonctivaux sont retrouvés dans diverses affections conjonctivales aiguës ou chroniques comme la pemphigoïde oculaire cicatricielle ou lors de sécheresses oculaires induites après une réaction du greffon contre l’hôte [62]. Une élévation de MIF (macrophage migration inhibitory factor) qui favorise l’infiltration de macrophages a été retrouvée dans les pemphigoïdes oculaires cicatricielles [63].

Le terme chimiokines a été proposé en 1992. Il combine des propriétés chimiotactiques et les caractéristiques des cytokines, avec un poids moléculaire entre 8 et 12 kDa. Ces petites protéines sont responsables de l’attraction des cellules inflammatoires au site de l’inflammation. Elles jouent donc un rôle essentiel dans la réaction inflammatoire. Il y a actuellement une cinquantaine de chimiokines identifiées. Leurs récepteurs à la surface des cellules cibles sont variés et actuellement vingt d’entre eux sont connus. Plusieurs récepteurs peuvent se lier à une seule chimiokine et réciproquement, de sorte que le réseau des chimiokines est extrêmement complexe.

Les lipopolysaccharides (LPS) représentent la principale composante non protéique de la membrane externe des bactéries à Gram négatif. Les LPS sont responsables d’un ensemble d’activités biologiques, parmi lesquelles l’activité toxique et la spécificité antigénique de souche, et sont composés de trois parties [78] :

• le lipide A : responsable de l’activité toxique, il représente la partie la plus conservée du LPS et est situé à sa partie proximale et à l’intérieur de la bicouche lipidique, il possède un caractère hydrophobe ;

• le noyau : de nature polysaccharidique, il représente le pont entre les deux autres composantes et est divisé en deux parties, le noyau interne hydrophobe et le noyau externe hydrophile ;

• l’antigène O : responsable de la spécificité antigénique, il représente la partie la plus variable du LPS. Il est situé à la partie distale du LPS et est de nature polysaccharidique, il possède un caractère hydrophile.

Le lipide A, nommé aussi endotoxine, est la partie responsable de l’induction de la réponse immunitaire non spécifique. Le lipide A, qui est toxique dès quelques picomoles, se fixe sur une protéine fixatrice du LPS, la LBP (LPS binding protein). Le complexe lipide A–LBP se fixe ensuite aux macrophages sur des récepteurs spécifiques. À la surface des macrophages, il existe deux groupes de récepteurs spécifiques pour le complexe lipide A–LBP : le récepteur CD14 et le TLR-4. Le CD14 existe aussi sous une forme soluble en circulation (sCD14). Dans les cellules qui n’ont pas en surface de récepteurs CD14, comme les cellules épithéliales, la réponse au LPS peut se faire par l’intermédiaire du CD14. Cependant, le CD14 ne peut pas être l’initiateur de l’activation de la réponse immunitaire en raison du manque de domaines transmembranaires ou intracellulaires.

Les récepteurs TLR représentent une famille de protéines jouant un rôle essentiel dans la reconnaissance de structures pathogènes, puisqu’ils possèdent des domaines transmembranaires ou intracellulaires. Une fois le lipide A fixé sur les récepteurs CD14 et TLR-4 en surface des macrophages, ces derniers vont sécréter des cytokines pro-inflammatoires comme l’IL-1, l’IL-6, l’IL-8, le TNF et le PAF (platelet-activating factor). Ces différentes cytokines vont activer ensuite, après fixation sur leurs récepteurs spécifiques, la production des médiateurs de l’inflammation. Beaucoup d’études tendent à démontrer un rôle direct du LPS et de ses récepteurs dans des pathologies de la surface oculaire, non seulement dans des infections bactériennes, mais également dans les rapports entre les composants bactériens et les réactions inflammatoires et/ou allergiques.

Les LPS sont des promoteurs de l’inflammation et de l’apoptose et impliquent le TNF. LPS et TNF ont des effets semblables sur des cascades apoptotiques/inflammatoires et sur la maturation des cellules dendritiques. Le LPS induit l’activation de NF-κB, tout en favorisant la surexpression du TNF sur un modèle de kératite chez les souris [79]. Dans un modèle de conjonctivite induite par l’injection de LPS chez les rats, la perméabilité vasculaire de la conjonctive s’est sensiblement accrue 4 h après injection avec une surexpression de la cyclo-oxygénase-2 [80]. Dans un modèle d’uvéite, le traitement par anti-TNF réduit l’infiltration des leucocytes induite par les LPS [81].

Les LPS peuvent déclencher le processus de maturation des cellules dendritiques in vitro et in vivo. Après injection sous-conjonctivale de LPS, les cellules dendritiques s’accumulent à la jonction de l’épithélium et de la substantia propria sur la conjonctive (fig. 1-48) [82]. Ces cellules étendent leurs prolongations vers la surface, quoique le stimulus ait été injecté dans l’espace sous-épithélial. L’origine de ces cellules est probablement une infiltration des leucocytes par les vaisseaux sanguins. Après la stimulation du LPS, ces cellules migrent et possiblement libèrent des quantités élevées de médiateurs inflammatoires, telles que le TNF, qui joue le rôle d’amplificateur des signaux inflammatoires et apoptotiques sur les cellules de l’épithélium et du stroma de la conjonctive.

Les toll-like receptors (TLR) sont des composants importants de l’immunité innée en détectant des motifs portés par les agents infectieux. Ils vont ainsi initier des cascades inflammatoires et défendre le tissu contre les agressions microbiennes. Ce sont des protéines transmembranaires phylogéniquement conservées, initialement mises en évidence sur les cellules dendritiques et les macrophages mais exprimées par toutes les cellules de l’organisme dont les cellules épithéliales [83]. Ils reconnaissent des motifs structuraux spécifiques des microbes ou des virus qui sont appelés pathogen-associated molecular patterns (PAMP) ou commensal-associated molecular patterns (CAMP). Il s’agit de micro-organismes qui colonisent l’hôte sans causer de maladie. En outre, des ligands endogènes qui induisent une inflammation en l’absence d’infection peuvent également activer la signalisation TLR-dépendante et sont définis comme des motifs moléculaires associés aux danger-associated molecular patterns (DAMP) [84].

Les PAMP sont produits non seulement par des microbes pathogènes, mais aussi par tous les micro-organismes [85]. Les PAMP, tels que LPS (lipopolysaccharide), sont produits par des microbes mais pas par l’hôte et sont donc des signatures moléculaires uniques qui confèrent sa spécificité à l’immunité innée. Un dysfonctionnement du système de défense innée oculaire, par exemple celui de TLR, a pour conséquence la survenue de diverses inflammations chroniques et, dans certains cas, la pénétration d’agents pathogènes dans l’organisme.

Il y a au moins 11 TLR humains identifiés aujourd’hui. Chaque TLR a ses propres ligands spécifiques et exerce ses propres fonctions, en étant exprimé par différents types cellulaires. Les TLR1 et 6 sont exprimés dans tous les types cellulaires ; les TLR2, 4 et 8 sont principalement présents dans les monocytes CD14+, tandis que les TLR9 et 10 sont exprimés à un niveau élevé dans les cellules B CD19+. Le TLR3 est exprimé sélectivement par les cellules dendritiques.

Concernant leurs fonctions dans la reconnaissance immunitaire :

• TLR2 identifie le plus grand nombre de molécules associées aux pathogènes (lipoprotéines, lipoteichoic acid ou LTA, peptidoglycane, lipo-arabinomannane) ;

• TLR3 a pour ligand l’ARN double brin associé aux infections virales pendant leur réplication ;

• TLR4 identifie surtout les LPS des bactéries à Gram négatif ;

• TLR5 a pour ligand la flagelline des bactéries à Gram positif et négatif ;

• TLR7 agit lors de la transduction du signal ou de la maturation des cellules dendritiques ;

• TLR9 identifie des structures présentes dans l’ADN des mycobactéries, les CpG non méthylés.

Les TLR sont fortement exprimés sur les cellules immunitaires qui sont les plus exposées aux premiers microbes de rencontre, tels que des neutrophiles, des monocytes, des macrophages et des cellules dendritiques. Liés à leurs ligands, les TLR déclenchent l’activation du facteur de transcription NF-κB, menant à l’expression des gènes pro-inflammatoires tels que TNF-α, IL-1 et IL-12. L’identification innée de PAMP par ces cellules et l’activation de TLR induit l’expression de diverses cytokines pro-inflammatoires, chimiokines, molécules d’adhérence, et active les fonctions effectrices des cellules immunisées innées telles que la phagocytose, et lance ainsi une réponse inflammatoire rapide caractérisée par le recrutement des leucocytes à l’emplacement de l’infection pour éliminer les pathogènes envahissants. Les TLR exprimés sur les cellules présentatrices de l’antigène, comme les cellules dendritiques et les macrophages, sont un lien critique entre l’immunité innée et adaptative. L’activation par TLR des cellules présentatrices de l’antigène induit ensuite la maturation des cellules immunitaires, avec la production des cytokines pro-inflammatoires, et mène à l’activation des cellules T naïves, déclenchant l’immunoréaction du type adaptatif.

Des PAMP spécifiques peuvent stimuler des TLR différents et induire une différenciation du système Th1/Th2 vers la réaction la plus appropriée contre l’agent pathogène. Par exemple, l’activation de TLR4 ou de TLR9 dans les cellules dendritiques induit la production d’IL-12, orientant de ce fait la différenciation lymphocytaire vers le type Th1 [86]. Les TLR jouent ainsi un rôle important en déclenchant et en modulant l’activation de l’immunité adaptative. Ils sont des éléments majeurs de la première ligne de défense contre les invasions microbiennes en se situant à l’interface hôte/environnement.

Essentielle à la défense naturelle de la surface oculaire, l’activation des TLR peut être parfois inadéquate et destructrice si elle est en réponse à la flore commensale non pathogène de la surface oculaire. Song et al. ont rapporté l’expression fonctionnelle de TLR4 sur les cellules épithéliales cornéennes humaines avec production de cytokines pro-inflammatoires et de chimiokines après stimulation par le LPS de Pseudomonas aeruginosa (PA) [87]. Ceci peut être important dans le déclenchement rapide de l’immunité innée et dans le recrutement des cellules inflammatoires de la cornée dans des kératites bactériennes à Gram négatif. De même, en réponse au peptidoglycane du Staphylococcus aureus (SA), les cellules épithéliales cornéennes en culture expriment TLR2 et produisent des cytokines, des chimiokines [88]. Pour Ueta et al., cependant, les cellules épithéliales cornéennes humaines expriment TLR2 et TLR4 dans leur cytoplasme mais pas à leur surface en conditions normales d’intégrité tissulaire. De ce fait, ces cellules sont incapables de répondre aux LPS de PA et au peptidoglycane du SA, ce qui évite des déclenchements intempestifs et délétères de réactions inflammatoires dommageables pour la cornée [89]. Le système immunitaire inné constitué par les cellules épithéliales de la surface oculaire peut ainsi créer un état d’immuno-silence pour que l’immunité innée induite par les TLR n’entraîne pas des réponses inflammatoires inutiles en réponse à la flore bactérienne commensale [89]. L’expression de TLR5 dans les couches basales, mais pas dans les couches superficielles de l’épithélium cornéen, suggère encore un mécanisme pouvant inactiver la réponse aux bactéries non pathogènes sur la surface.

Parmi les cellules résidentes de la cornée humaine normale, les kératocytes sont la source principale des chimiokines qui induisent le recrutement sélectif des leucocytes à partir des vaisseaux situés au limbe vers les fibroblastes cornéens. Des fibroblastes cornéens humains en culture expriment TLR4, MD2 et CD14 et répondent à une stimulation par du LPS par la production de chimiokines pour les neutrophiles, les monocytes et par l’expression de molécules d’adhésion [90]. En outre, l’activation de TLR4 est une étape critique dans la pathogénie de la kératite qui se développe après que l’épithélium cornéen murin a été érodé ou exposé au LPS [91].

L’expression des TLR à la surface oculaire est modulée en cas d’infection (kératite herpétique, infection bactérienne ou fongique), ainsi que lors de diverses pathologies inflammatoires (conjonctivite allergique et sécheresse oculaire en particulier). Les TLR en combinaison avec leurs propres récepteurs reconnaissent et répondent aux divers agents infectieux et à des ligands endogènes. En plus de leur fonction de reconnaissance, l’activation des TLR déclenche une cascade complexe de transduction de signal qui induit la production de cytokines inflammatoires et de molécules costimulatrices, initiant ainsi à la fois l’immunité innée et l’immunité adaptative de la surface oculaire [92].

Les TLR sont trouvés dans les cellules conjonctivales et limbiques humaines en réponse à beaucoup d’agents pathogènes oculaires communs (fig. 1-49). Bien que les expressions de TLR4 et TLR2 soient trouvées en ARN messager et en protéine, les cellules conjonctivales ou limbiques ne répondent pas spontanément au LPS ni à la stimulation staphylococcique, en raison du manque de MD2 (une molécule accessoire exigée pour la signalisation induite par TLR4). Ce déficit à la réponse au LPS peut être reconstitué par IFN-γ ou MD2 exogène, mais pas par TNF [93].

Les TLR sont aussi impliqués dans le processus inflammatoire au cours de la sécheresse oculaire. Le TLR4 participe activement à la réponse inflammatoire et au stress dessiccatif de la surface oculaire. Dans un modèle de sécheresse oculaire, l’expression en ARN de TLR4 a été trouvée augmentée dans le stroma cornéen, mais pas dans les cellules épithéliales cornéennes. L’inhibition de TLR4 par l’Eritoran (E5564), un analogue synthétique du lipide A et puissant antagoniste spécifique du LPS par inhibition de la liaison du lipide A au MD2, bloquant la signalisation de MD2/TLR4, a permis de diminuer la gravité de sécheresse en réduisant l’expression d’IL-1β, IL-6 et de TNF et l’infiltration de cellules CD11b+ dans la cornée [94].

Toutes ces recherches ouvrent un jour nouveau sur les interactions entre l’immunité innée et l’immunité acquise, non seulement en cas d’infection mais aussi dans la régulation de la surface oculaire et dans ses pathologies. Les TLRs et leurs ligands pourraient constituer dans le futur autant de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles.

Devenue synonyme d’allergie, l’hypersensibilité de type I est due à l’activation par un antigène spécifique de mastocytes sensibilisés et recouverts d’IgE. L’allergie survient préférentiellement sur un terrain génétiquement déterminé, caractérisé notamment par une synthèse élevée d’IgE : c’est l’atopie. La réaction allergique s’organise en deux phases : précoce, due à la dégranulation mastocytaire, survenant dans les minutes qui suivent l’exposition à l’allergène ; tardive, survenant dans les 4 à 6 heures suivantes, liée aux éosinophiles et aux macrophages. La violence fréquente de l’hypersensibilité de type I s’explique par les nombreux et puissants médiateurs synthétisés et libérés par les mastocytes et les cellules accessoires de l’allergie. Les réactions allergiques peuvent être explorées par des tests cutanés (prick-test ou patch-test), le dosage d’IgE totales et spécifiques, sériques ou lacrymales, ou encore par des tests de provocation.

L’hypersensibilité de type II est une réaction dirigée contre des antigènes sur lesquels sont déjà fixés des anticorps, essentiellement de type IgG. Ces antigènes sont en général portés par des cellules sanguines (globules rouges, leucocytes ou plaquettes), qui sont lysées à la suite de l’activation du complément ou directement par des lymphocytes K (killer) cytotoxiques par l’intermédiaire des IgG portées par les cellules cibles. D’autres types cellulaires interviennent secondairement, comme les neutrophiles, les mastocytes et les macrophages. La libération de leurs médiateurs peut entraîner des lésions importantes des cellules environnantes. Ce mécanisme est tenu pour responsable de cytopénies médicamenteuses ou alimentaires, de glomérulonéphrite ou de myasthénie. En pathologie inflammatoire chronique de la conjonctive, l’hypersensibilité de type II intervient dans les conjonctivites auto-immunes, telle la pemphigoïde oculaire cicatricielle dans laquelle l’antigène est un constituant de la membrane basale recouvert d’anticorps.

L’hypersensibilité de type III met en jeu des complexes immuns formés d’IgG ou d’IgM, ainsi que l’activation du complément. Plusieurs mécanismes peuvent intervenir. Une infection chronique avec persistance de l’agent infectieux stimule une réponse IgG de faible intensité, avec formation de complexes immuns ; une maladie auto-immune entraîne la formation permanente d’auto-anticorps et les complexes immuns formés se déposent dans les tissus. Enfin, des contacts répétés avec des antigènes exogènes peuvent entraîner une stimulation immunitaire chronique similaire. Les dépôts de complexes immuns dans les vaisseaux ou les tissus sont parfois responsables d’intenses réactions inflammatoires, avec risque de nécrose tissulaire. La conjonctive peut être impliquée dans ce type d’hypersensibilité dans le cadre des vascularites systémiques associées à des ulcères périphériques limbiques ou à des sclérites.

L’hypersensibilité de type IV est liée à des réactions cellulaires. Elle se développe au bout de 48 à 72 heures environ pour l’hypersensibilité de contact ou l’hypersensibilité tuberculinique, en quelques semaines pour les réactions granulomateuses. La réaction typique de l’allergie de contact est l’eczéma. La plupart des antigènes responsables sont des haptènes, molécules trop petites pour être immunogènes. Cependant les haptènes peuvent traverser la peau ou les muqueuses et devenir immunogènes en se combinant aux protéines du receveur. La reconnaissance de ces complexes par les lymphocytes T est spécifique du conjugué haptène-porteur et non de chaque molécule indépendamment.

Le processus initial de sensibilisation nécessite environ 10 à 14 jours. Les complexes sont captés par les cellules présentatrices de l’antigène, essentiellement les cellules de Langerhans cutanées ou muqueuses. Celles-ci migrent par les lymphatiques efférents vers les ganglions où elles présentent le complexe aux lymphocytes T auxiliaires, en association aux antigènes de classe II. Des lymphocytes à mémoire sont ainsi stimulés et déclencheront une réaction plus rapide en cas de contact ultérieur. L’hypersensibilité de contact débute après 4 à 8 heures et devient maximale entre 48 à 72 heures. Le tissu est œdémateux, infiltré de lymphocytes CD4 essentiellement, de CD8, de cellules de Langerhans, puis de macrophages. Des mastocytes et des basophiles interviennent de manière accessoire. De nombreuses cytokines sont sécrétées. Certaines ont un effet direct sur les cellules épithéliales. L’IFN-γ, notamment, stimule l’expression d’antigènes de classe II HLA-DR et d’ICAM-1 par les kératinocytes et les cellules conjonctivales. Ces antigènes favorisent la migration des cellules immunocompétentes qui expriment notamment l’intégrine LFA-1 (lymphocyte function antigens 1), ligand d’ICAM-1.

Les hypersensibilités tuberculiniques et granulomateuses sont caractérisées par la présence de grandes cellules dites épithélioïdes, de lymphocytes et de cellules géantes multinucléées, probablement dérivées des macrophages. Une zone centrale de nécrose ou de fibrose y est souvent associée.

Le système immunitaire oculaire fait l’objet de processus de régulation complexes permettant l’élimination de micro-organismes pathogènes tout en maintenant une tolérance vis-à-vis des antigènes de la flore endogène [95, 96]. Le privilège immunitaire oculaire (PrIO) est censé augmenter le seuil à partir duquel l’immunité innée et adaptative peut déclencher une inflammation intra-oculaire dans le but de préserver l’intégrité de l’axe visuel et la fonction visuelle. Il a été mis en évidence par le fait que certaines tumeurs pouvaient se développer dans la chambre antérieure de l’œil alors qu’elles en étaient incapables ailleurs.

L’existence du PrIO a été démontrée d’une part, par l’induction d’une déviation de la réponse immunitaire normale aux antigènes présents dans la chambre antérieure (anterior chamber associated immune deviation ou ACAID) après l’injection d’antigènes tumoraux et d’autre part, par la capacité du micro-environnement oculaire (particulièrement l’humeur aqueuse) à réprimer des réponses inflammatoires. Medawar dès 1948 démontrait que la règle de l’immunologie de transplantation qui veut que le système immunitaire de l’hôte puisse provoquer le rejet de la greffe en développant une réponse contre les antigènes du greffon et qui s’applique à la plupart des organes du corps, ne s’applique pas à l’œil (cité in Niederkorn, 2013 [96]). Il a aussi constaté que les allogreffes dans la chambre antérieure de l’œil ont une survie prolongée comme c’est le cas également pour le cerveau. De ce fait, le terme de « privilège immunitaire » a été utilisé pour décrire cette propriété spéciale de la chambre antérieure et du cerveau. Aujourd’hui avec les ovaires, les testicules, le cortex surrénalien, le foie, les matrices des poils et la poche jugale du hamster, le cerveau et l’œil sont considérés comme des sites immunologiquement privilégiés au niveau desquels les greffes incompatibles peuvent persister longtemps.

On a longtemps cru que la cornée était dépourvue de cellules myéloïdes et que ceci participait à ce statut immunitaire privilégié. Or, on sait désormais que des cellules dérivées de la moelle osseuse existent dans la cornée normale, au sein de l’épithélium et du stroma cornéens, en particulier en son centre, avec des populations hétérogènes de macrophages et de cellules dendritiques, présentatrices de l’antigène et porteuses d’antigènes de classe II du CMH [97]. En outre, les cellules cornéennes normales, épithéliales, stromales et endothéliales, n’expriment pas d’antigène de classe II du CMH et expriment très faiblement les antigènes de classe I. Ainsi, les antigènes impliqués dans le rejet de greffe ne seraient pas ceux du CMH mais plutôt des antigènes mineurs comme les antigènes H. En revanche, l’exposition à des cytokines inflammatoires, IFN-γ ou TNF, modifie le phénotype de ces cellules qui expriment alors des antigènes de classe II du CMH sans la chaîne invariante [95, 98].

À l’état normal, la cornée est pauvre en cellules présentatrices de l’antigène, monocytes/macrophages du stroma profond, cellules dendritiques (CD) du stroma antérieur et cellules de Langerhans dans l’épithélium. Ces cellules ont : un phénotype immature induisant une tolérance de la part des cellules T ; un phénotype caractérisé par une faible expression de molécules de classe II du CMH chargées de présenter les antigènes aux lymphocytes CD4 ; une absence de molécules de costimulation B7 et CD40 [50]. Toutes ces molécules peuvent être acquises sous l’effet d’un processus inflammatoire pourvoyeur de cytokines inflammatoires, IL-1 et TNF, elles-mêmes contrôlées par le TGF-β présent dans les larmes, le VIP (vasoactive intestinal peptide) produit par les nerfs cornéens et l’antagoniste du récepteur à l’IL-1, IL-1Ra. En outre, la cornée ne comporte aucun vaisseau, ni lymphatique, ni sanguin. Ceci est dû au fait qu’elle exprime des récepteurs du VEGF, le VEGFR1, récepteur soluble qui bloque le VEGF-A, et le récepteur VEGFR3 qui bloque les VEGF-C et D [50, 99]. Ainsi, la circulation des cellules présentatrices d’antigène vers le compartiment lymphatique est ralentie et les cellules effectrices de l’immunité accèdent plus difficilement à la cornée. Parallèlement, dans l’épithélium cornéen normal, existe un équilibre entre facteurs pro- et anti-angiogéniques participant au privilège angiogénique [100]. Enfin, l’endothélium cornéen exprime très peu de molécules du CMH de classe I, diminuant ainsi la probabilité d’infiltration de lymphocytes T cytotoxiques CD8+ [101].

Des facteurs immunosuppresseurs sont également produits dans la cornée normale, le TGF-β surtout, mais aussi l’IL-10 et l’IL-4, et l’intervention du système Fas (CD95)/Fas ligand permet d’éliminer les cellules immunes inopportunes qui expriment Fas et qui seront tuées par apoptose après leur liaison avec les cellules épithéliales et endothéliales de la cornée, porteuses du Fas ligand [102, 103].

L’humeur aqueuse contient également un certain nombre de facteurs anti-inflammatoires et immunosuppresseurs, tels que le VIP, l’alpha-melanocyte stimulating hormone (α-MSH), la thrombo­spondine (qui participe à la répression de l’angiogenèse inflammatoire), l’IL-10 et le TGF-β [95]. En outre, dans la chambre antérieure, des mécanismes régissent et modifient le comportement des antigènes reconnus par le système immunitaire. En effet, les antigènes présentés dans la chambre antérieure induisent des réactions immunitaires particulières régulatrices, associées aux systèmes Th1 et Th2 [96]. Les cellules présentatrices de l’antigène (CPA), au contact d’un environnement immunosuppresseur comme le TGF-β, acquièrent un phénotype particulier permettant le développement de lymphocytes T régulateurs (Treg), c’est-à-dire faible expression d’effecteurs inflammatoires comme l’IL-12 et le CD40 et forte expression de molécules anti-inflammatoires, IL-10, TGF, TSP-1(thrombospondine 1), IFN-α/β, TNFR2, IκBα, etc. Ainsi, en présentant des antigènes oculaires aux cellules T, les CPA sont responsables de l’induction dans la rate de Treg spécifiques de ces antigènes oculaires, rendant inactives les cellules inflammatoires effectrices et protégeant les tissus oculaires. En revanche, ces CPA produisent du TNF, molécule typiquement inflammatoire mais qui présente des propriétés immunorégulatrices sur les CPA exposées au TGF-β [95]. Cet effet passe par l’augmentation de l’expression du récepteur au TNF, TNFR2 (p75) qui médie les effets anti-inflammatoires du TNF au détriment des effets pro-inflammatoires eux-mêmes médiés par le TNFR1 (p55). Ainsi, la production d’IL-12 se trouve réduite de manière autocrine par le TNF sécrété par les CPA oculaires.

Mais, bien qu’IL-12 soit une cytokine clé de l’induction d’effecteurs du système Th1, la seule inhibition de sa synthèse par les CPA ne suffit pas à prévenir la réponse inflammatoire et réguler les réponses immunes. L’intervention d’autres facteurs, comme la TSP-1, l’IFN et l’IκBα, apparaît indispensable. La TSP-1, en particulier, est capable d’orchestrer les interactions entre CPA et cellules T pour favoriser la génération de Treg. Sa liaison au CD36 portée par les CPA la fixe à la surface cellulaire où elle peut alors activer le TGF-β latent produit par les CPA le rendant ainsi disponible lors de la présentation antigénique. Ainsi, liée à la surface des CPA, la TSP-1 crée un environnement riche en TGF-β, même sur des sites éloignés de l’environnement oculaire. En outre, comme la TSP-1 peut aussi se lier à son autre récepteur, le CD47, exprimé par les T effecteurs, elle contribue à renforcer les interactions CPA/cellules T. En altérant le phénotype fonctionnel des CPA dans la chambre antérieure, la TSP-1 régule à la fois l’état pro-inflammatoire de la microglie dans la rétine et celui des CPA dans la cornée [95]. Par ailleurs, les cellules épithéliales pigmentées de l’iris et du corps ciliaire expriment CD86/B7.2, CD274/PD-L1, CTLA-2α et utilisent aussi les voies dépendantes de la TSP-1 pour générer des Treg.

Finalement, les interactions moléculaires entre cellules oculaires et effecteurs immunitaires dépendant de la TSP-1 résultent en une régulation de la réponse immune locale et systémique faisant de la thrombospondine une molécule importante pour le privilège immunitaire oculaire. Le déficit en TSP-1 compromet le privilège immunitaire oculaire non seulement dans la chambre antérieure et l’espace sous-rétinien mais aussi après greffe de cornée, provoquant un rejet rapide [95].

L’œil est innervé par trois types de nerfs : sensoriels, sympathiques et parasympatiques. Déjà en 1996, Streilein avait montré la perte du PrIO qui accompagnait la perte des nerfs sensitifs cornéens et la réapparition du PrIO avec la réinnervation cornéenne [98].

La sensibilité somatique de la face, des cavités buccale et nasale, ainsi que des méninges est assurée, pour l’essentiel, par les trois branches du nerf trijumeau, les nerfs ophtalmique, maxillaire et mandibulaire. Le nerf ophtalmique V1 se divise en trois branches : frontale, lacrymale et nasociliaire. Le nerf nasociliaire se ramifie pour donner naissance aux nerfs ciliaires courts et longs. L’anatomie de l’innervation cornéenne des mammifères a été bien étudiée dans différentes espèces, incluant l’homme [9], le lapin, le chat [10] et le rat [11]. Les fibres nerveuses cornéennes proviennent de ces nerfs ciliaires (branche antérieure), dont 60 à 80 troncs (contenant chacun environ 900 à 1500 axones, le champ récepteur de chaque axone pouvant couvrir 20 à 50 % de la surface cornéenne) pénètrent la cornée selon une direction radiaire au niveau du limbe dans le stroma profond, puis deviennent de plus en plus superficiels pour former un « réseau » ou « plexus » sous l’épithélium cornéen (fig. 1-50a et b).

La densité en terminaisons nerveuses sensitives est une autre caractéristique remarquable de la cornée : cette innervation est la plus dense des tissus de l’organisme. Il est estimé que l’épithélium cornéen comprend 300 à 600 fois plus de terminaisons libres nerveuses que le derme et 20 à 40 fois plus que la pulpe dentaire [12]. L’innervation de la cornée est assurée par un faible nombre de neurones nociceptifs localisés dans le ganglion trigéminé ipsilatéral, cette population de neurones innervant la cornée est estimée à environ 1 à 5 % du nombre total de neurones présents dans le ganglion [13, 14]. Ce faible pourcentage de neurones nociceptifs est surprenant du fait que la cornée soit le tissu le plus richement innervé de l’organisme.

Les messages nociceptifs cornéens prennent naissance à la périphérie au niveau des nocicepteurs (récepteur sensoriel de la douleur qui fait naître un message nerveux lorsqu’il est stimulé) constitués des terminaisons libres de fibres de petit calibre, myélinisées (fibres Aδ) ou non (fibres C). Les corps cellulaires de ces afférences primaires cornéennes sont regroupés au sein du ganglion trigéminé ou ganglion de Gasser chez l’homme. Ces prolongements centraux des fibres périphériques trigéminales se distribuent ensuite dans le complexe sensitif du nerf trijumeau qui constitue le premier relais central des informations somesthésiques orofaciales (fig. 1-51).

Tout au long de son trajet nerveux, le message nociceptif fait l’objet de modulations, soit facilitatrices, soit inhibitrices. La rupture de l’équilibre peut être due soit à une hyperactivation des fibres sensitives de petit calibre (c’est-à-dire une douleur par excès de nociception), soit par défaut d’inhibition périphérique ou centrale (une des caractéristiques de la douleur neuropathique).

Des études électrophysiologiques réalisées sur des terminaisons nerveuses libres, individuelles ont permis de mettre en évidence l’existence de différentes populations de neurones sensoriels cornéens [15]. Ainsi, les nocicepteurs polymodaux sont des terminaisons de type Aδ et C répondant à des stimulations mécaniques, thermiques (température supérieure à 39 °C) ou chimiques (substances exogènes et médiateurs de l’inflammation). Ces récepteurs polymodaux représentent la majorité des fibres cornéennes soit environ 70 % de la population totale des fibres cornéennes. Lors d’une forte stimulation, leur activation continue malgré l’arrêt du stimulus, ce qui prolonge la sensation douloureuse de type brûlure.

Environ 15 à 20 % des axones périphériques innervant la cornée répondent uniquement aux stimulations mécaniques, ce sont les mécanonocicepteurs. Cette catégorie de fibres faiblement myélinisées, de diamètre moyen, a une vitesse de conduction rapide.

Une troisième catégorie de nocicepteurs est constituée par les récepteurs au froid qui représente environ 10 à 15 % de la population totale des fibres cornéennes. Ces terminaisons libres, de type Aδ et C, vont décharger spontanément au repos et augmenter leur activité électrique quand la température de la surface cornéenne (se situant aux alentours de 33 °C) diminue, alors qu’elles deviennent transitoirement silencieuses quand la cornée se réchauffe [16]. Ce dernier type de fibres permet le réflexe de clignement spontané déclenché par le refroidissement lié à l’évaporation des larmes, constituant de véritables sentinelles de l’intégrité du film lacrymal.

Notons que la répartition tissulaire de ces trois catégories de nocicepteurs n’est pas homogène au niveau de la cornée. Ces nocicepteurs possèdent une localisation tissulaire bien spécifique qui a été parfaitement décrite par Belmonte et al. [17] et qui est illustrée sur la figure 1-52.

Une grande variété de neuropeptides est exprimée dans les neurones sensoriels primaires des ganglions trigéminés. Ces neuro­peptides sont transportés le long des fibres périphériques et centrales. Il est bien établi que les fibres nerveuses nociceptives de type C sont principalement divisées en deux contingents en fonction de leur contenu neurochimique : certaines fibres contiennent des peptides nociceptifs comme la substance P (SP) (fig. 1-50c) ou le CGRP (calcitonin gene related peptide), tandis que d’autres en sont dépourvues, mais sont néanmoins capables de se fixer de façon spécifique à une lectine, l’isolectine B4 [7].

Parmi les neuropeptides autres que la SP et le CGRP impliqués dans l’information sensorielle, la neurokinine, la cholecystokinine, la somatostatine, le peptide vaso-intestinal, le neuropeptide Y et la chimiokine CCL2 (cytokine chimiotactique) sont également exprimés dans le ganglion trijumeau [18].

La présence et le rôle fonctionnel de ces différents peptides n’ont pas été complètement documentés et la liste est bien évidemment non exhaustive. Cependant, plusieurs études ont montré qu’environ 50 % des neurones cornéens sont immunopositifs pour le CGRP, 20 % de ces neurones contenant également la SP et la neurokinine A, et que tous sont impliqués dans l’inflammation neurogène [8, 19–21]. D’un point de vue fonctionnel, l’activation de ces terminaisons libres sensorielles induit une libération des neuropeptides vasoactifs (CGRP et SP) et chimiotactiques (CCL2, CXCL12) pour les cellules immunes. L’inflammation neurogène qui en résulte se traduit par une vasodilatation, l’extravasation des cellules immunes et la libération dans les tissus environnants de substances algogènes capables de stimuler les nocicepteurs des fibres cornéennes trigéminales, conduisant ainsi à une sensibilisation périphérique et à une activation de neurones de second ordre (fig. 1-50d) et jouant un rôle dans la sensibilisation centrale dont les mécanismes sont décrits ci-dessous.

Lorsqu’un nerf est lésé, des médiateurs pro-inflammatoires, cytokines pro-inflammatoires, chimiokines, prostaglandines, histamine, sérotonine, bradykinine, et le facteur de croissance nerveuse (nerve growth factor [NGF]) sont libérés non seulement par le nerf lésé mais également par les cellules dendritiques et immunes recrutées sur le lieu de la lésion.

Il est bien défini qu’une atteinte de la cornée va conduire à une réponse inflammatoire qui se caractérise par une infiltration de cellules immunes dans le stroma et l’épithélium (lymphocytes T, macrophages, cellules dendritiques, neutrophiles) [22] à partir des vaisseaux du limbe. Ces cellules immunes vont alors produire sur le site lésé des cytokines et des chimiokines jouant un rôle central dans la communication entre les cellules immunes et les terminaisons nociceptives. Ainsi, l’activation des récepteurs aux cytokines pro-inflammatoires et, par là même, les voies de signalisation qui en découlent conduisent à la phosphorylation de protéines membranaires incluant les canaux TRP (transient receptor potential) voltage-dépendants et localisés sur les terminaisons nerveuses [23]. Ces mécanismes cellulaires vont ainsi modifier la probabilité d’ouverture des canaux ioniques des terminaisons libres nociceptives et abaisser le seuil d’excitabilité des nocicepteurs, contribuant à un phénomène de plasticité dit de sensibilisation périphérique. L’arrêt de ces stimulations nociceptives va interrompre de façon temporaire leur activité, mais réapparaîtra quelques secondes après comme étant plus soutenue.

De plus, ces nocicepteurs activés vont libérer la SP et le CGRP, des chimiokines qui vont contribuer à la réaction inflammatoire neurogène. Ces médiateurs de l’inflammation sont donc responsables de l’augmentation de la sensibilité et de la réponse à une stimulation nociceptive conduisant à une douleur spontanée et une hyperalgie [24]. En outre ces interactions neuro-immunes sont particulièrement importantes dans la cornée, en raison de la forte densité de terminaisons nerveuses.

Une douleur ectopique prolongée va initier une cascade de changements moléculaires, cellulaires dans l’ensemble des structures composant la voie nociceptive : du complexe sensitif du nerf trijumeau (première synapse dans le tronc cérébral) au thalamus, jusqu’au cortex somatosensoriel et les structures adjacentes. Ces changements phénotypiques peuvent devenir persistants et mal adaptés, résultant en une sensibilisation centrale et générant des signaux douloureux centraux qui continuent même en l’absence de stimulation douloureuse.

Les phénomènes de neuroplasticité centrale, qui ne sont pas l’apanage des douleurs neuropathiques car ils peuvent aussi s’observer dans les douleurs postopératoires, seraient probablement à l’origine de la chronicisation de ces douleurs si celles-ci ne sont pas traitées le plus efficacement possible dès la période péri-opératoire.

Parmi les différents mécanismes impliqués dans cette sensibilisation centrale, un ensemble de données expérimentales récentes a mis l’accent sur le rôle des interactions neuro-immunes, médiées par les cytokines et les cellules gliales [25]. Cependant, les mécanismes cellulaires et moléculaires mis en jeu dans la centralisation de la douleur cornéenne restent mal connus.

L’évaluation de la douleur est indispensable avant toute décision thérapeutique et après la mise en œuvre d’un traitement antalgique pour en apprécier l’efficacité. L’écoute, l’observation, l’interrogatoire et l’examen clinique du patient sont les premières étapes de l’évaluation de la douleur.

Parmi les outils de base de l’évaluation du patient douloureux chronique, le praticien a à sa disposition plusieurs questionnaires ou documents pouvant être remis au patient lors d’une consultation, après lui avoir fourni les explications adéquates. Il s’agit ici d’un bilan d’auto-évaluation. Ces questionnaires permettent une mesure de l’intensité de la douleur par une échelle visuelle analogique, une échelle numérique ou une échelle verbale simple. Le questionnaire par échelle visuelle analogique se présente sous forme d’une réglette comportant une ligne horizontale de 10 cm avec deux extrémités définies par « pas de douleur » et « douleur maximale imaginable ». Pour le questionnaire par échelle numérique, le patient doit entourer la note de 0 à 10 qui décrit le mieux l’importance de sa douleur. La note 0 correspond à « pas de douleur », la note 10 correspond à la « douleur maximale imaginable ».

Il existe également un questionnaire DN4 qui est un questionnaire permettant d’estimer la probabilité d’une douleur neuropathique chez un patient, par le biais de quatre questions réparties en dix items (sept items pour l’interrogatoire du patient et trois items d’examen clinique) à cocher. À chaque item, le patient doit répondre par OUI ou NON. À la fin du questionnaire, le praticien comptabilise les réponses, 1 pour chaque OUI et 0 pour chaque NON. Ainsi, la somme obtenue donne le score du patient, noté sur 10. Si le score du patient est égal ou supérieur à 4/10, le test est considéré comme positif.

Par ailleurs, les échelles d’évaluation du soulagement de la douleur (échelle visuelle analogique, échelle verbale simple ou échelle numérique) sont également utiles pour le suivi du patient.

La Haute autorité de santé a mis en ligne des recommandations dont l’objectif est d’aider à la prise en charge des patients douloureux chroniques, en favorisant la réalisation d’une évaluation initiale rigoureuse pour permettre ensuite un suivi comparatif au cours du temps (http://www.has-sante.fr/portail/jcms/c_540915/evaluation-et-suivi-de-la-douleur-chronique-chez-l-adulte-en-medecine-ambulatoire).

L’esthésiomètre est un instrument permettant l’évaluation semi-quantitative du seuil de sensibilité cornéenne via l’observation d’un clignement en réponse à un stimulus nociceptif appliqué à la surface de la cornée. En clinique humaine, l’esthésiométrie est un outil utile au diagnostic précoce et au suivi thérapeutique d’un certain nombre d’affections oculaires, en particulier celles touchant la surface oculaire.