Approche multi-échelle appliqué à la modélisation de l’activité électrique du coeur

Biologie des systèmes et rythmes cellulaires

“…La modélisation contribue à mettre en lumière le coeur du mécanisme à l'origine d'un rythme biologique -c'est-à-dire l'ensemble minimal de variables et d'interactions capable de produire le comportement périodique observé -et les conditions précises nécessaires à son déroulement [1,2]. Des modèles mathématiques ont été proposés pour la plupart des rythmes biologiques, par exemple pour les variations périodiques du potentiel membranaire dans les cellules cardiaques [52] (➜) et neuronales, les oscillations du calcium intracellulaire, les réactions enzymatiques oscillantes, et les oscillations de populations de prédateurs et de proies en écologie. Pour illustrer comment se fait l'approche des rythmes en termes de biologie systémique, nous considérerons ici deux rythmes cellulaires aux consé-quences physiologiques particulièrement marquantes : l'horloge circadienne et le cycle de division cellulaire.…”

La vie créée au laboratoire ? Amis biologistes, encore un petit effort !

“…Cette biologie systé-mique remet la physiologie au goût du jour. Certains domaines scientifiques ont d'ailleurs conservé cette vision au cours des décennies passées, et cela a conduit à quelques succès comme la modélisation de l'activité électrique du coeur [4], qui permettent, in fine, de traiter d'effets moléculaires à l'échelle de l'organisme. Malheureusement, la démarche bottom-up reste trop souvent isolée, permettant certes de définir certains principes émergents à partir du fonctionnement collectif des éléments moléculaires, mais sans les replacer dans un contexte physiologique général.…”

Espoirs et défis en recherche biomédicale

“…Au-delà de l'éblouissement face à ces réalisations technologiques impressionnantes, il nous faudra trouver de nouvelles façons de faire pour utiliser ces nouvelles lumières et transformer l'abondante moisson de données en réalisations concrètes qui permettront d'améliorer le traitement des malades. Les numéros de M/S consacrés à la biologie des systèmes l'illustrent [11,12] (➜). Une telle réussite nécessitera le développement de modèles mathé-matiques, d'outils de bio-informatique, biologie cellulaire et molé-culaire et un transfert vers des études précliniques et cliniques qui nécessiteront des investissements considérables.…”