Scutellaria baicalensis, une plante herbacée vivace appartenant au genre Scutellaria de la famille des Lamiaceae, est une médecine traditionnelle chinoise couramment utilisée pour éliminer la chaleur et l'humidité, purger le feu et détoxifier. La baicaline et la baicaleine sont les deux monomères actifs flavonoïdes les plus abondants dans le rhizome de Scutellaria baicalensis et sont également des composants cibles essentiels dans la recherche pharmacologique oculaire actuelle. La pharmacologie moderne a confirmé que ces deux composants possèdent de multiples activités biologiques, notamment anti-inflammatoire, antioxydante, anti-angiogénique, anti-tumorale et inhibition de la pyroptose et de la ferroptose. Ils présentent également une cytotoxicité extrêmement faible pour les tissus et les cellules oculaires et une biocompatibilité élevée, démontrant un potentiel d'intervention important dans la recherche fondamentale sur diverses maladies oculaires telles que les maladies cornéennes, le glaucome, les maladies rétiniennes, les tumeurs intraoculaires et les maladies du système réfractif. Par rapport aux médicaments chimiques ophtalmiques traditionnels, les avantages des flavonoïdes naturels-multi-cibles, faible résistance aux médicaments et faible toxicité-en font un point chaud de recherche pour de nouveaux médicaments candidats ophtalmiques. Cet article passe systématiquement en revue les résultats récents de la recherche fondamentale sur l’intervention de la baicaline et de la baicaleine dans diverses maladies oculaires, résume leurs principaux mécanismes d’action, analyse les lacunes actuelles de la recherche et les orientations de développement futures, et fournit une référence théorique pour leur application translationnelle en ophtalmologie.
1. Effets pharmacologiques fondamentaux et mécanismes de base
Baïcalinet la baicaléine ont des structures similaires, des activités pharmacologiques qui se chevauchent et des objectifs différents. Tous deux assurent une protection multidimensionnelle contre les lésions oculaires en régulant plusieurs voies de signalisation classiques, qui constituent la base pharmacologique fondamentale de leur intervention dans les maladies oculaires. De plus, des expériences cellulaires in vitro et des expériences animales in vivo ont confirmé qu'il n'y a pas de toxicité significative sur le tissu oculaire à des concentrations thérapeutiques efficaces.
Effets pharmacologiques de base et mécanismes de base
L'activité anti-inflammatoire est le principal avantage des deux composants. Ils peuvent inhiber de manière significative l'activation de la voie du facteur nucléaire κB (NF-κB), réduire la libération de facteurs pro-inflammatoires tels que le facteur de nécrose tumorale- et les interleukines, et bloquer l'amplification en cascade de l'inflammation oculaire. Simultanément, la baicaline peut cibler et réguler la voie de signalisation TSLP/TSLPR, inhibant ainsi les lésions du tissu oculaire médiées par des médiateurs inflammatoires ; la baicaline peut réguler la polarisation des microglies, inhiber la prolifération des microglies M1 pro-inflammatoires, favoriser l'activation des cellules M2 anti-inflammatoires et réparatrices-, et atténuer le microenvironnement inflammatoire chronique de l'œil.
Les effets des dommages antioxydants sont un soutien crucial pour sa protection oculaire. Les tissus oculaires sont très sensibles aux dommages oxydatifs dus à une exposition prolongée à la lumière et au stress oxydatif. Les deux composants peuvent activer la voie antioxydante Nrf2, piégeant les espèces réactives de l'oxygène dans la rétine, la cornée et le tissu du nerf optique, améliorant la capacité antioxydante cellulaire, inhibant l'apoptose induite par le stress oxydatif- et atténuant efficacement les dommages aux cellules oculaires causés par divers facteurs tels qu'un taux élevé de glucose, de glutamate et d'hypoxie.
De plus, les deux possèdent des activités anti-angiogéniques, anti-apoptotiques, anti-fibrotiques et anti-tumorales claires. Il peut inhiber l'angiogenèse anormale en bloquant des voies telles que HIF-1/VEGFA et PI3K/AKT/mTOR ; réguler la voie JAK2/STAT3 pour inhiber la ferroptose et l'apoptose des cellules nerveuses rétiniennes ; et inhibent simultanément la prolifération, la migration et l'invasion des cellules tumorales intraoculaires, fournissant ainsi de nouvelles cibles thérapeutiques pour les maladies oculaires prolifératives et néoplasiques.
2. Avancées de la recherche interventionnelle pour différentes maladies oculaires
2.1 Maladies cornéennes
La kératite infectieuse est un type majeur de maladie cornéenne cécitante. Parmi eux, la kératite à Aspergillus fumigatus a une incidence clinique élevée et une progression rapide de la maladie. Les médicaments antifongiques conventionnels présentent des problèmes tels que la résistance aux médicaments et la toxicité cornéenne. Des recherches fondamentales récentes ont confirmé que la baicaline et la baicaléine ont toutes deux des effets inhibiteurs directs sur Aspergillus fumigatus et des effets anti--anti-inflammatoires significatifs.
Des expériences in vitro ont montré que la baicaline, dans une plage de concentrations sûre, peut inhiber la croissance, l'adhésion des spores et la formation de biofilm d'*Aspergillus fumigatus*, perturber l'ultrastructure des hyphes fongiques et bloquer la propagation de l'infection fongique à sa source. Simultanément, il peut réguler négativement les réponses inflammatoires médiées par TSLP-, réduisant ainsi l'infiltration inflammatoire et les dommages causés par l'œdème dans le tissu cornéen. Baicalin, à une concentration de 75 ug/mL, n'a montré aucune cytotoxicité des cellules épithéliales cornéennes et peut atténuer les lésions du tissu cornéen en inhibant la voie de la pyroptose, bloquant ainsi la mort cellulaire programmée dans les cellules cornéennes induite par une infection fongique. Des expériences sur des modèles de kératite animale ont en outre validé qu'après une intervention avec les deux composants, le score d'inflammation cornéenne chez la souris était considérablement réduit, la charge fongique était considérablement diminuée et le taux de réparation de l'épithélium cornéen était considérablement amélioré, améliorant ainsi les dommages pathologiques de la kératite infectieuse.
2.2 Glaucome et lésions du nerf optique Les principales caractéristiques pathologiques du glaucome sont l'apoptose progressive des cellules ganglionnaires de la rétine, l'atrophie du nerf optique et les anomalies du champ visuel. Le stress oxydatif chronique et la neuroinflammation sont des facteurs clés de progression de la maladie et font actuellement l’objet de recherches sur le traitement neuroprotecteur du glaucome. De nombreuses études fondamentales ont confirmé que la baicaline a un effet protecteur évident sur les cellules ganglionnaires de la rétine.
Les dommages dus au stress oxydatif provoqués par une accumulation excessive de glutamate constituent un mécanisme crucial pour les lésions des cellules ganglionnaires de la rétine. Des études utilisant des modèles de lésions des cellules rétiniennes R28 induites par le glutamate- et des modèles de lésions rétiniennes de rat ont montré que la baicaline peut améliorer considérablement le taux de survie des cellules ganglionnaires rétiniennes endommagées en régulant la voie de signalisation JAK/STAT, en réduisant les niveaux de stress oxydatif cellulaire, en inhibant l'apoptose neuronale et en régulant les voies JAK2/STAT3 et Nrf2. D'autres études ont démontré que la baicaline peut inhiber la suractivation des cellules microgliales, réduire la ferroptose des cellules ganglionnaires rétiniennes médiée par la neuroinflammation et retarder les lésions dégénératives du nerf optique en régulant les doubles voies JAK2/STAT3 et Nrf2.
Simultanément, des études sur les dommages au réseau trabéculaire dans le glaucome ont montré que la baicaline peut réduire les niveaux d'espèces réactives de l'oxygène intracellulaires dans les cellules du réseau trabéculaire humain, inhiber la sécrétion de facteurs pro-inflammatoires tels que l'IL-1, atténuer l'inflammation du réseau trabéculaire et améliorer le microenvironnement métabolique de l'humeur aqueuse, intervenant ainsi dans le glaucome à partir de plusieurs cibles. Baicalin peut également réduire les lésions du nerf optique sous une pression intraoculaire élevée grâce à ses effets antioxydants et anti-inflammatoires, ouvrant ainsi une nouvelle direction de recherche pour le traitement neuroprotecteur du glaucome.
2.3 Maladies vasculaires et dégénératives rétiniennes
Les maladies vasculaires rétiniennes telles que l'occlusion de la veine rétinienne et la rétinopathie diabétique sont caractérisées par une angiogenèse anormale induite par l'hypoxie-, un œdème rétinien et des lésions neuroépithéliales. La recherche fondamentale montre que la baicaline peut inhiber l'axe de signalisation HIF-1/VEGFA, réguler négativement l'expression du facteur de croissance endothélial vasculaire, inhiber l'angiogenèse rétinienne anormale et réduire les fuites vasculaires rétiniennes et l'œdème tissulaire. Dans un modèle d'occlusion de la veine rétinienne chez le rat, l'intervention à la baicaline a amélioré de manière significative la morphologie pathologique du tissu rétinien, réduit l'apoptose des cellules rétiniennes et retardé les lésions dégénératives rétiniennes.
En outre, des études sur la rétinopathie liée à l'âge ont montré que l'activité antioxydante des deux composants peut lutter efficacement contre les dommages aux cellules épithéliales pigmentaires de la rétine induits par la lumière bleue et le stress oxydatif, maintenir la morphologie et la fonction normales des cellules épithéliales pigmentaires de la rétine et retarder la progression des maladies dégénératives liées à l'âge de la rétine, fournissant ainsi des preuves expérimentales pour la prévention et le traitement des maladies oculaires liées à l'âge.
2.4 Tumeurs intraoculaires
Le mélanome choroïdien est une tumeur intraoculaire maligne très répandue, caractérisée par une malignité élevée et des métastases. Les schémas chirurgicaux, radiothérapeutiques et chimiothérapeutiques traditionnels souffrent de dommages importants aux tissus oculaires et de taux de récidive élevés. Des études récentes combinant transcriptomique et pharmacologie de réseau ont confirmé que la baicaline a un effet anti-significatif sur le mélanome choroïdien.
Des expériences cellulaires in vitro et des études sur des modèles animaux in vivo montrent que la baicaline peut inhiber efficacement la prolifération, la migration et l'invasion des cellules de mélanome choroïdien en supprimant la voie de signalisation PI3K/AKT/mTOR, tout en induisant l'apoptose des cellules tumorales et en ne présentant aucune toxicité significative pour les cellules du tissu oculaire normal. Cette étude clarifie le mécanisme moléculaire de l'effet anti--tumeur intraoculaire de la baicaline, surmontant les limites des traitements traditionnels et offrant une nouvelle approche pour le développement de nouvelles thérapies ciblées pour le mélanome choroïdien.
2.5 Amblyopie et remodelage de la fonction visuelle
Le traitement clinique de l’amblyopie chez l’adulte est extrêmement difficile. Le principal goulot d'étranglement est la perte presque-complète de la plasticité dominante du cortex visuel chez les mammifères adultes, rendant les interventions conventionnelles inefficaces pour restaurer la fonction visuelle. Des progrès révolutionnaires dans la recherche fondamentale en 2026 ont confirmé que la baicaline peut redémarrer efficacement la plasticité oculaire du cortex visuel primaire chez la souris adulte.
Grâce à l'imagerie optique du signal intrinsèque et à l'enregistrement électrophysiologique, l'étude a révélé qu'après une intervention avec des concentrations appropriées de baicaline, la plasticité neuronale corticale visuelle des souris modèles d'amblyopie adultes était restaurée de manière significative, corrigeant efficacement les anomalies de la fonction visuelle causées par l'amblyopie. Cela brise la compréhension traditionnelle de la solidification de la plasticité de la fonction visuelle chez l'adulte et fournit un nouveau mécanisme d'action et un support expérimental pour le traitement clinique de l'amblyopie adulte.
3. Problèmes existants et limites de la recherche
Actuellement, la recherche sur l’intervention de la baicaline et de la baicaleine dans les maladies oculaires repose encore principalement sur des expériences fondamentales. Le système de recherche dans son ensemble n’est pas encore terminé et il existe encore des lacunes importantes en matière de traduction et d’application cliniques. Premièrement, les études existantes se concentrent principalement sur les effets individuels de composants uniques, avec moins d'études sur les effets d'intervention synergiques de deux composants et sur le rapport et la concentration optimaux, ne parvenant pas à utiliser pleinement les avantages synergiques multi-cibles des ingrédients actifs de la médecine traditionnelle chinoise. Deuxièmement, la plupart des études mécanistiques vérifient uniquement le rôle régulateur d'une seule voie de signalisation, sans analyse systématique des réseaux de régulation multi-voies croisées-, ce qui entraîne une élucidation incomplète des mécanismes moléculaires profonds de l'action des médicaments.
Troisièmement, les études expérimentales utilisent principalement des modèles cellulaires in vitro et des modèles in vivo de petits animaux, avec des méthodes de modélisation limitées qui ne peuvent pas simuler pleinement le microenvironnement pathologique complexe des maladies oculaires humaines, limitant ainsi la valeur de référence clinique des résultats expérimentaux. Quatrièmement, la recherche sur la formulation de médicaments est à la traîne, se concentrant actuellement principalement sur l'administration de médicaments non dilués, et manque de recherches sur de nouvelles formulations telles que des collyres adaptés aux structures physiologiques oculaires et capables d'une libération prolongée ciblée, telles que les formulations nano-. Les problèmes de faible biodisponibilité oculaire et de courte durée d’action restent non résolus. De plus, des études clés sur la sécurité oculaire à long-, la cinétique métabolique in vivo, le dosage optimal et la durée du traitement des deux composants sont encore incomplètes.
4. Résumé et perspectives
La baicaline et la baicaléine, avec leurs multiples activités pharmacologiques, notamment des effets anti-inflammatoires, antioxydants, anti-angiogéniques, anti-tumoraux et neuroplasticité-régulateurs, ont démontré de bons effets interventionnels dans la recherche fondamentale sur diverses maladies oculaires, telles que les maladies infectieuses cornéennes, le glaucome, les maladies de la rétine, les tumeurs intraoculaires et l'amblyopie adulte. Leurs mécanismes d’action sont clairs et leur profil d’innocuité est élevé, ce qui indique un excellent potentiel pour le développement de médicaments ophtalmiques. Les recherches fondamentales existantes ont pleinement confirmé les effets protecteurs et réparateurs de ces deux composants sur de multiples tissus et lésions pathologiques de l'œil, établissant ainsi une base théorique et expérimentale solide pour les recherches cliniques ultérieures.
Les recherches futures devraient se concentrer sur des avancées dans trois directions : premièrement, explorer en profondeur les mécanismes pharmacologiques synergiques de la baicaline et de la baicaleine, clarifier la combinaison optimale et améliorer les effets interventionnels ; deuxièmement, mener des études mécanistiques systématiques impliquant plusieurs voies et cibles pour améliorer le système de réseau de régulation moléculaire ; et troisièmement, développer de nouvelles formulations à libération prolongée-à ciblage oculaire, optimiser les méthodes d'administration de médicaments et améliorer la biodisponibilité oculaire. Dans le même temps, il est nécessaire de mener progressivement de grandes expériences sur des modèles animaux et des évaluations précliniques de sécurité pour promouvoir la transformation des deux principes actifs naturels de la recherche fondamentale au traitement ophtalmologique clinique, et pour fournir de nouvelles options de traitement sûres pour les maladies ophtalmiques cliniquement réfractaires, dégénératives et néoplasiques.
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