Les données épidémiologiques de groupes ethniques de Singapour mettent en exergue le caractère multifactoriel du déterminisme de la myopie : pour les ethnies malaisienne, indienne et chinoise, en 1990, la prévalence de la myopie y était respectivement d'environ 25 %, 30 % et 50 %, et en 2010, soit 20 ans plus tard, respectivement d'environ 70 %, 75 % et 85 % [ 8 ]. Soumises aux mêmes facteurs environnementaux (Singapour), ces ethnies ont donc présenté chacune une augmentation assez similaire de la prévalence de la myopie sur les vingt dernières années, témoignant ainsi de l'importance des facteurs environnementaux. Sur la même période, les différences interethniques de prévalence ont persisté, les Malaisiens étant moins myopes que les Indiens et encore moins que les Chinois. Ainsi, chaque ethnie, même soumise à une pression environnementale, garde donc certaines caractéristiques propres, témoignant de l'importance de probables facteurs héréditaires : le background génétique.

Du fait de l'hétérogénéité génétique, c'est-à-dire du nombre important de gènes impliqués, et du fait de l'intrication de facteurs environnementaux dans le développement de la myopie, il n'est pas possible de définir un mode de transmission héréditaire de la myopie sur le modèle des maladies mendéliennes classiques.

Néanmoins, les analyses de familles de myopes forts non syndromiques ont montré qu'il est fréquent d'observer dans ces familles une transmission autosomique dominante; cela a été montré entre autres dans les familles françaises [ 9 ]. Plus rarement, des transmissions sur un mode autosomique récessif ou lié à l'X peuvent être observées.

La myopie est une des caractéristiques cliniques de certains syndromes tels que la maladie de Marfan, le syndrome de Stickler, la maladie de Weill-Marchesani, ou l'homocystinurie. Certains syndromes peuvent même avoir une expression oculaire pure, comme les syndromes de Stickler de type 1 liés à une mutation sur l'exon 2 du gène COL2A1 [ 10 ], la maladie de Wagner, la maladie de Bornholm, le syndrome de Goldmann-Favre.

Ces myopies sont dites alors syndromiques et ont souvent une transmission mendélienne du fait de l'implication d'un gène qui, en cas de mutation délétère pour la fonction protéique, a un effet majeur sur l'apparition des manifestations cliniques. Par exemple, l'association d'une myopie forte familiale et d'un décollement de rétine chez un sujet jeune doit faire éliminer une myopie syndromique, comme dans un syndrome de Stickler [ 10 ].

De nombreuses études génétiques aux noms compliqués pour un non-spécialiste (études d'agrégation familiale, analyses de liaison familiale, études d'association, étude de jumeaux) ont été menées mais, à ce jour, aucun gène à l'origine de la myopie ne peut être identifié de façon claire. Détailler toutes ces études serait long et fastidieux. Nous retiendrons les éléments essentiels de tous ces travaux scientifiques.

Les études de jumeaux ont eu pour but de comparer l'apparition de la myopie entre jumeaux monozygotes et dizygotes. L'étude de jumeaux la plus importante, réalisée à partir d'une population de 2 301 paires de jumeaux (1 152 paires monozygotes versus 1 149 paires dizygotes), a estimé l'héritabilité de l'erreur réfractive à 77 % et le rôle de l'environnement à 7 % [ 11 ].

Les études génétiques les plus souvent retrouvées dans la littérature sont les analyses d'association. Elles étudient la probabilité qu'il existe une association entre des variations d'une seule base de l'ADN et la myopie. Elles sont réalisées à partir d'une population de cas (myopes) et d'une population de contrôles (non myopes) et ont pour but d'identifier non pas des mutations rares, mais des variations génétiques de gènes à effet mineur sur la survenue d'une maladie [ 4 ]. Ces études d'association ont permis d'identifier à ce jour plus de 30 gènes potentiellement impliqués dans la cascade métabolique aboutissant au développement de la myopie [ 12 ]. Toutefois, ces variations génétiques n'expliqueraient que moins de 5 % des variations de la réfraction [ 13 ].

Pour « faire court », les gènes candidats identifiés par ces analyses d'association codent pour des protéines intervenant dans :

• le remodelage de la matrice extracellulaire sclérale : les collagènes, un protéoglycane, la myociline ( COL1A1, COL2A1, LUM, MYOC ), la famille des enzymes de dégradation de la matrice sclérale ( MMP ), et d'autres protéines (LAMA2, BMP2 et BMP3);
• la croissance cellulaire et tissulaire, avec le transforming growth factor, l ‘hepatocyte growth factor, l ‘insulin-like growth factor ;
• l'adhésion et la motilité cellulaire ( UMODL1, CTNND2, ACTC1 );
• le développement oculaire ou cérébral (TGIF1, SOX2OT, PAX6, ZIC2, PRSS56 et SIX6);
• la signalisation intracellulaire ( RASGRF1 ) et la signalisation intercellulaire ( GRIA4, GJD2, CHRM1 qui codent pour un récepteur muscarinique);
• le transport ionique ( KCNQ5, RBFOX1 et KCNMA1 );
• le métabolisme de l'acide rétinoïque ( RDH5 );
• la régulation de l'apoptose ( PSARL, BLID ), etc.

Les gènes ainsi impliqués dans le déterminisme de la réfraction ne sont pas spécifiques d'un tissu. Ils sont impliqués physiologiquement dans de nombreuses fonctions tissulaires nécessaires à l'homéostasie tissulaire oculaire et sont tous exprimés à des degrés divers au niveau du pôle postérieur de l'œil, entre la rétine et la sclère, en passant par l'épithélium pigmentaire et la choroïde. Les interactions entre ces gènes [ 2 ] caractérisent la supposée cascade de signalisation dite rétinosclérale [ 4 ] qui est incomplètement comprise, mais dont tout le monde s'accorde à dire qu'elle aboutit au remodelage scléral, avec les modifications biochimiques et biomécaniques que cela sous-entend, et, in fine, l'allongement axial de l'œil.

L'augmentation de la prévalence de la myopie dans les populations exposées à des modifications des habitudes de vie, notamment les populations adoptant un « mode de vie occidental » [ 14 ], ainsi que les expérimentations animales [ 15 ], sont en faveur de l'intervention de facteurs environnementaux.

Le travail intensif serait un facteur de développement de la myopie [ 16 ]. La prévalence majeure de la myopie au sein de populations particulièrement soumises à un investissement éducatif fort, comme les élèves des écoles orthodoxes d'Israël, ou encore les étudiants de l'Asie de l'Est, appuie cette hypothèse [ 8 ]. Il est intéressant de noter que cette pression éducative se traduit en termes de résultats scolaires par une place excellente des pays de l'est asiatique au classement de l'évaluation internationale des élèves par l'Organisation de coopération et de développement économiques (OCDE; enquête PISA ou Programme international pour le suivi des acquis des élèves). En 2013, Verhoeven et al. [ 17 ] ont montré que l'effet synergique de l'association hérédité et haut niveau éducatif allait au-delà du simple effet additif, soulignant dans ce travail l'importance des interactions inné/acquis dans le développement de la myopie.

Le défaut d'activités extérieures est particulièrement mis en exergue dans les publications comme étant facteur de développement de la myopie [ 18 ]. De plus, des études interventionnelles ont montré que passer du temps à l'extérieur, tous les jours (au moins 40 minutes par jour), agissait comme un facteur protecteur [ 19 , 20 ]. L'exposition à la lumière naturelle serait à l'origine, via la dopamine [ 21 ], de l'effet protecteur de la pratique des activités en extérieur sur le développement de la myopie, mais il reste encore à déterminer l'effet associé de la relaxation accommodative, du myosis et des différentes longueurs d'onde ou encore de l'activité physique.

Les autres facteurs favorisants débattus sont le milieu urbain [ 22 ] et le niveau socio-économique [ 23 , 24 ].

L'augmentation de la prévalence de la myopie, induite par les modes de vie occidentaux et le travail de près, serait liée à l'existence d'une boucle de rétroaction « informations visuelles-croissance axiale » du globe à l'origine de la modulation de la croissance de l'œil par la qualité de l'image reçue. Cette autorégulation de la croissance axiale permettrait d'obtenir une meilleure focalisation de l'image sur la rétine. La taille finale du globe oculaire serait ainsi adaptée aux différents paramètres biométriques et au type de vision prépondérant. Cette adaptation de la taille du globe oculaire à la situation optique « vision de près » permettrait la moindre mise en jeu de l'accommodation. Ce phénomène est appelé emmétropisation. Il constitue une adaptation de l'œil à son environnement. Ainsi, selon cette théorie, chez un emmétrope, en cas de sollicitation préférentielle de la vision de près, l'image de l'objet, qui est située en arrière de la rétine en l'absence d'accommodation, induit l'augmentation de la longueur axiale du globe afin de limiter l'effort accommodatif et de s'adapter à la vision prépondérante [ 25 ].