Modélisation des systèmes dynamiques : modélisation
de la dynamique cardiaque - de la cellule à l'organe -
Personnes impliquées : Yskandar Hamam, François
Rocaries, René Natowicz
Ce projet est financé par le programme ECOS-Nord
de coopération bilatérale entre les pays du nord de l'Amérique
Latine et la France. Ce projet franco-vénézuelien concerne,
au delà de notre groupe qui en est l'initiateur et le co-ordinateur
du côté français, le département ''Processos
y Systemas'' de l'Université Simon Bolìvar de Caracas, le
laboratoire LAIL (Laboratoire d'Automatique et d'Informatique de Lille)
de l'École Centrale de Lille, et l'unité 99 de l'INSERM.
Cette coopération doit déboucher sur le développement
de modèles quantitatifs pour la biologie cadiaque expérimentale.
C'est un projet à long terme qui intègre diverses études
aux niveaux
-
de la dynamique intra-cellulaire ;
-
de la dynamique de la communication inter-cellulaire ;
-
de la dynamique des populations cellulaires ;
-
de la dynamique musculaire (niveau de l'organe).
Cette coopération est le résultat d'une collaboration étroite
entre diverses équipes de recherche en biologie cellulaire, biochimie,
mathématiques appliquées et informatique. L'association des
approches de la modélisation quantitative et de la biologie expérimentale
permet de remplacer un grand nombre d'expérimentations in vivo
et in vitro par des simulations sur ordinateur. Cette association
permet également de développer une approche expérimentale
conduite par la modélisation : dans un premier temps les simulations
numériques sont comparées aux données expérimentales
afin de valider le modèle. Par la suite le modèle peut être
utilisé pour formuler des hypothèses expérimentales
et concevoir de nouvelles expériences qui permettront de valider
ou de rejeter ces hypothèses (ce dernier cas étant particulièrement
intéressant car mettant en cause certaines parties du modèle
et, partant, certaines parties de la compréhension que l'on pouvait
avoir du phénomène étudié).
Le programme adopté pour ces études peut-être résumé
par les étapes suivantes :
-
étude des modèles de la dynamique du Ca++ existant
dans la littérature ;
-
développement d'un modèle dynamique et identification de
ses paramètres (par optimisation du modèle) ;
-
développement de modèles de signalisation et dynamiques inter-cellulaires
; dynamics
-
modélisation des interactions des protéines-troponines contractiles
;
-
modélisation de la production d'énergie mécanique
dans les fibres ;
-
modélisation d'un ensemble de fibres permettant la transition entre
les modèles locaux et globaux ;
-
modélisation de la production de puissance hydraulique à
l'intérieur du coeur (fonction ventriculaire).
Ce programme a pour ambition de permettre une meilleure compréhension
à chacun de ces niveaux (cellulaire, inter-cellulaire et organique)
de l'action de chacun des éléments. Il doit également
permettre le développement de modèles permettant d'offrir
au biologiste des outils de conduite du travail expérimental pour
tester l'effet pharmacologique des substances ainsi que leur niveau d'administration.
Dernière mise à jour :
par François Rocaries.