La bio simulation

Recherche clinique et fondamentale

Technologie informatique reproduisant le système nerveux humain. La recherche sur certaines maladies dégénératives dites rares comme la maladie de Huntington est au point mort. Il est impossible de reproduire la cascade d'évenements biologiques et les mécanismes divers sur des modèles animaux. Cette innovation repose sur la modélisation mathématique des nombreuses réactions chimiques impliquées dans la transmission nerveuse et permet de simuler sur ordinateur les réactions et les fonctions neuronales. Cette approche in silico reproduit sur ordinateur tous les circuits complexes neuronaux de la transmission synaptique à l'activité neuronale.

Les images multi-modales pour la schizophrénie

Recherche clinique et fondamentale

La schizophrénie est une maladie mentale débilitante grave. Obtenir un aperçu de la maladie est ardu et a jusqu'à ce jour été largement réalisé par le biais de procédures invasives sur animaux. L'utilité de telles expériences est limitée car il reste impossible de créer sur un animal l'ensemble complexe des symptômes observés sur l'homme. La magnétoencéphalographie (MEG) et l'éléctroencéphalogramme (EEG) sont des technologies non invasives qui mesurent l'activité du cerveau humain. L'imagerie multimodale et sa mise en pratique dans le cas de la schizophrénie est une preuve que pour les maladies mentales il est préférable d'éviter la recherche sur les animaux afin d'aider les malades.

Les corps préservés, une alternative aux tests sur animaux

Médecine véterinaire

Cette technique en progrès constant permet de grandes avancées. L'idée exploitée en médecine véterinaire est simple : utiliser des corps d'animaux éthiquements identifiés, les préparer d'une manière spécifique (vidange des cavités, produits de conservation) afin de les préserver chimiquement. Les scientifiques disposent alors d'un système intégré utilisable. La reproduction de la circulation sanguine et autres fluides est assurée par un dispositif pulsatile électrique et du sang de substitution. Une équipe du département de la chirurgie de l'école de médecine vétérinaire de Sao Paulo a obtenu des résultats trés positifs.

Les bio puces "organs on chips"

Recherche clinique

L'idée est de reproduire un dispositif vivant sur puce éléctronique imitant les organes humains avec leurs terminaisons nerveuses et sanguines. En utilisant les cellules humaines d'un organe donné puis en reproduisant les échanges microfluidiques, nous obtenons un dispositif de synthèse pouvant apporter des réponses adaptées pour tester l'efficacité d'un médicament. La suite envisagée est la mise en commun de plusieurs dispositifs afin de se diriger vers un humain miniature et donc de mimer les échanges d'un organisme.

La recherche dans une prise de sang

Recherche appliquée

Il s'agit de la possibilité d'évaluer la toxicité d'un médicament directement à partir de la prise de sang du patient concerné. Cette technique de pointe permet d'améliorer l'évaluation de nos médicaments tout en épargnant des vies animales. De plus l'obtention d'une carte d'identitée virtuelle du profil biologique du patient permet une médecine personnalisée : la bonne idée est donc de voir ce qui se passe directement chez le patient, notamment les interactions avec d'autres médicaments.

Simulateur des mécanismes neurologiques

Recherche appliquée

Un premier simulateur informatique des mécanismes biologiques de l'épilepsie vient d'être validé en laboratoire. Il permet de modéliser les mécanismes biologiques fondamentaux qui génèrent le signal de transmission entre les cellules du cerveau et simule les dysfonctionnements conduisant à une crise d'épilepsie. Plus de 500 000 personnes en France souffriraient de cette maladie. Environ 30% des malades ne répondent pas aux traitements actuels et les modèles animaux n'apportent pas de réponses satisfaisantes. Ce simulateur opérationnel devrait contribuer à la prévention des phénomènes épileptiques et à la decouverte de nouvelles thérapies.

Création d'organes en laboratoire

Recherche appliquée

La création d'organe en laboratoire est un des grands challenges de la science moderne. Une avancée rendue possible grâce aux cellules souches qui pourra, entre autre, réduire les expérimentations animales et faire progresser la recherche. En mettant en culture des cellules de cerveau humain, une équipe autrichienne a vu se former au bout d'un mois un cerveau miniature. Cet organoïde cultivé par un bioréacteur apportant oxygène et nutriments en permanence permet de dépasser le travail sur simple cellule. Une promesse thérapeutique concrète pour la microcéphalie (une maladie génétique) a même pu être décelée. 

Le bio printing

Recherche appliquée et fondamentale

L'impression 3D est une technique qui permet de produire un objet réel à partir d'un fichier informatique et de la matière. Cette matière empilée en couches successives crée du volume. En combinant la biologie cellulaire et le génie physique, la conception et l'impression tridimensionnelle d'une gamme de modèles de tissus humains devient possible. Le tissu humain devient la matière à "imprimer". Cette technologie propose des tissus à l'architecture adéquate et entièrement composée de cellules humaines. Les structures obtenues représentent une opportunité de progresser en recherche médicale, en découverte et développement de médicaments. Des modèles de foie, d'os et de tissus cardiaques ont déjà été mis au point.

La table de dissection virtuelle

Enseignement

Une table au rendu hyper réaliste a été obtenue grâce à des données issues de l'imagerie médicale fusionnées avec des données anatomiques. Cette table offre une véritable bibliothèque anatomique numérique 3D pouvant être complétée par une collection de plus de 100 scanners cliniques réels. Ce patient virtuel grandeur nature fournit un moyen de simuler des opérations, de manipuler et de recommencer. Cette expérience de dissection virtuelle offre une formation unique et efficace.

La toxicogénomique

Toxicologie

Cette discipline permet de visualiser les variations des gènes codants pour des protéines intervenant dans diverses fonctions de l'organisme. Elle permet d'étudier la réaction des cellules après un contact direct avec une substance. Utilisée au stade préliminaire (en screening) cette méthode permet de trier les molécules. C'est une alternative intéressante et possible à certaines expérimentations animales.