Modélisation et simulation appliquées à la santé

Responsables

Alfredo Hernández (INSERM, Rennes) - Catherine Marque (UTC, Compiègne)

Suppléants

Marie Beurton-Aimar (CNRS, Bordeaux), Benjamin Ribba (INRIA Rhône-Alpes)

Objectifs du thème A

Le rôle primordial de la modélisation et de la simulation dans l'analyse systémique des processus biologiques ou physiologiques est désormais clairement établi. Des disciplines émergentes, telles que la Biologie Systémique ou la Physiologie Intégrative, et des actions de recherche au niveau mondial, comme le projet IUPS Physiome, ou européennes, comme le "Virtual Physiological Human" (VPH), ou le réseau ERASysBio, sont aujourd'hui bien définies. Elles sont basées sur l'application de méthodes et d'outils de modélisation et de simulation dans les domaines de la biologie et de la santé.
Les retombées attendues de ces projets dans le cadre de la santé sont nombreuses, en termes de compréhension des phénomènes biologiques ou physiologiques, d'amélioration du diagnostic ou d'optimisation et d'individualisation de la thérapie. Par exemple, dans l’industrie pharmaceutique, les méthodes de modélisation et de simulation permettent d’optimiser le développement des thérapeutiques et font désormais partie des dossiers de demande d’autorisation de mise sur le marché des nouveaux produits pharmaceutiques. Des approches à base de modèles commencent également à
être appliquées aujourd'hui dans l'évaluation de certains dispositifs médicaux (comme les défibrillateurs implantables).

Cependant, le développement et l'évaluation de modèles appliqués à la santé présentent plusieurs difficultés, entre autres : l'intégration efficace de modèles à différentes échelles et couplant différentes fonctions physiologiques, leur validation, la possibilité d'identifier les paramètres du modèle… Des méthodes et des outils de modélisation restent encore à développer pour aborder ces problèmes, tout en intégrant les spécificités du domaine de la santé. Ces défis ne peuvent être relevés qu’au travers d’une collaboration étroite entre plusieurs disciplines, comme les sciences de l'ingénieur, les mathématiques, le traitement du signal et de l'image et, surtout, avec une interaction étroite avec des équipes de physiologistes, de biologistes et de cliniciens. Le thème A vise à catalyser les rencontres et les collaborations entre ces différentes disciplines, dans le but de proposer des méthodes et des formalismes efficaces pour la modélisation intégrative appliquée à la santé.

Outre l'objectif général de rapprochement des équipes et des chercheurs impliqués dans la modélisation biomédicale et dans la recherche en biologie et en clinique, les objectifs spécifiques de ce thème sont :

• encourager la création, la mutualisation, l'intégration et l'évaluation de modèles appliqués au domaine de la santé ;
• faciliter le développement et le partage d'outils de modélisation et de simulation adaptés aux besoins du contexte biomédical ;
• aborder les problèmes méthodologiques génériques et spécifiques aux applications en santé ;
• développer les interactions entre thèmes, en particulier avec les thèmes B (Signaux et images en Santé) et C (Systèmes d'information pour la biologie et la médecine) et avec d'autres GdR.

Enfin, plusieurs laboratoires membres du Thème A sont étroitement liés aux activités du projet Virtual Physiological Human (VPH), dont un Réseau d'Excellence européen a commencé en juin 2008. Un objectif de ce thème est également d'informer les laboratoires sur les actions de ce projet et de faciliter la création de réseaux de laboratoires français susceptibles de participer au VPH.

Journées Thématiques du Thème A (2007-2010) :

• "Modèles mathématiques et imagerie en cancérologie". Organisateur : Benjamin Ribba (INRIA Rhône-Alpes) 02/12/2010
• "Workshop on MAS in Biology at meso or macroscopic scales.". Organisateurs : Marie Beurton-Aimar (Université de Bordeaux), Bertrand Laforge (Universit Paris 6), Guillaume Hutzler (Université Evry) et Pascal Ballet (Université de Brest). 16-18 juin 2010.
• "Etudes des rythmes cardio-respiratoires au cours du développement par Traitement du Signal et Modélisation Intégrative". Organisateurs : P. Pladys (PUPH CHU de Rennes), A. Hernández (INSERM U642 Rennes) et G. Carrault (Université de Rennes 1).  4/11/2009. Pitié Salpétrière. Paris.
• "Modélisation d’une migration non conventionnelle de cellules cancéreuses : la migration amaeboide - approche pluridisciplinaire." Organisateur : Georgia Barlovatz (IBISC, Evry), le 9 Mars 2009 au Centre des Cordeliers, Paris.
• "Modèles biomathématiques et désordres neurologiques". Organisateurs : F. Wendling et A. Hernández, LTSI-INSERM U642. Hôpital Européen G. Pompidou. Paris - 10/09/2007

Actions du Thème A (2007-2010) :

• SIGMUND (Thèmes A et B).
• Base de Données (Beurton-Aimar Marie) 2008
  • Réunion
• Phénoménologique vs. Mécanistique : Quelle approche et quel couplage pour l’innovation thérapeutique en cancérologie (Benjamin. Ribba) 2007
• XML Markup Working Group (Stephen Randall Thomas) 2005-2007