V.1.1 Présentation succincte
Sujet : Validation du modèle de diffusion-prolifération pour les tumeurs cérébrales appelées gliomes de bas grade. Ma thèse porte sur les gliomes, les plus fréquentes des tumeurs cérébrales et plus précisément sur les gliomes dits « diffus de bas grade ». L’étude des gliomes a commencé dans les années 1940 mais il a fallu attendre les années 1980 pour se rendre compte que ces tumeurs sont très infiltrantes et s’étendent au-delà du signal obtenu par scanner. Les premiers modèles mathématiques sont apparus dans l’objectif de pallier à ce problème : la concentration en cellules tumorales à l’extérieur du signal est simulée grâce à un modèle théorique simple.
Ce travail de 3 ans a pour objectif de mieux comprendre le développement des tumeurs céré- brales de type gliome dont l’espérance de vie est d’environ 10 ans. Les patients sont généralement jeunes et en bonne santé, présentant seulement quelques crises d’épilepsie. Notre but est d’aider les cliniciens lors du choix du traitement (croissance libre, chirurgie, chimiothérapie, radiothéra- pie) et du moment de son application afin d’augmenter au maximum le rapport bénéfice/risque pour le patient. A cette fin, nous avons repris un modèle déjà existant et nous l’avons comparé à des données cliniques obtenues en collaboration avec les cliniciens de l’Hôpital Sainte-Anne. Nous avons également modifié ce modèle de manière à expliquer des données de radiothérapie.
L’objectif est de prédire l’évolution de la tumeur par un modèle mathématique donnant lieu à des simulations numériques, confronter le modèle avec des données cliniques et élargir ce modèle de manière à prendre en compte les conséquences d’un traitement de type radiothérapie.
– Enjeux médicaux : aide au choix du traitement, connaître l’âge d’apparition de la tumeur pour proposer un diagnostic précoce,
– Enjeux scientifiques : proposer un modèle simple, solide, confirmé par des données réelles pour obtenir un travail conjoint entre théoriciens et cliniciens être les premiers à valider cliniquement un modèle de gliome.
– Enjeux humains : améliorer la durée de vie et la qualité de vie des patients, mieux antici- per le changement de degré de malignité, optimiser le traitement (proposer un traitement individualisé)
– Enjeux économiques : réduire le coût des traitements par la précocité de la prise en charge et l’adaptation des traitements.
V.1. CADRE GÉNÉRAL ET ENJEUX 157
V.1.2 Ma thèse dans ce contexte
Ma thèse se déroule au sein du laboratoire « Imagerie et Modélisation en Neurobiologie et Cancérologie », qui a été crée en 2004 (donc très récent) et qui est encore petit (une trentaine de membres). Ces caractéristiques font que j’ai eu l’occasion de participer aux prises de décisions impliquant l’ensemble du laboratoire (budget, avenir du laboratoire, ...). Le laboratoire est divisé en 3 groupes de même taille dont le groupe modélisation des systèmes biologiques, un groupe centré sur l’imagerie du cancer et un groupe de neurobiologie impliquant physiciens et biologistes. Le laboratoire est situé sur le campus de l’Université d’Orsay. Cette thèse s’inscrit dans la continuité des travaux de l’équipe sur la modélisation des gliomes. En effet la thèse précédente s’était intéressée à la modélisation de la migration de cellules de gliome in vitro. La petite équipe dans laquelle je fais ma doctorat est constituée de physiciens théoriciens attachés à développer des modèles pour des systèmes biologiques (cellules, bactéries, ...). Ce travail s’inscrit dans un travail de fond qui est l’étude des tumeurs cérébrales. Ce thème a été ouvert avec un doctorat précédent et des collaborations ont été monté depuis qui consolident cette thématique.
La modélisation des systèmes biologiques est en pleine expansion et intéresse beaucoup de laboratoires dans le monde ; la spécialisation sur les tumeurs est également très répandue (plus de 12 000 articles/an !) mais les tumeurs cérébrales que nous étudions restent un sujet marginal. Le nombre de cas est faible, il y a donc peu de données. Il y a environ 10 équipes qui travaillent sur le gliome de bas grade. C’est assez difficile de compter le nombre d’articles parce qu’il n’y a pas de définition claire du gliome de bas grade. La concurrence directe s’effectue avec une équipe très connue aux Etats-Unis et un groupe français qui a eu accès aux mêmes données que nous concernant la radiothérapie. Nos méthodes sont complètement différentes et je suis confiante dans le choix de notre modèle.
Mon thème de recherche a principalement concerné 3 personnes : ma directrice de thèse qui est à l’origine du sujet et me suit très régulièrement. Etant maîtresse de conférence, il y a des moments où elle est moins disponible mais elle est très impliquée (elle a rédigé les articles, réalisé de nombreux résultats). Je suis également aidée par un autre maître de conférence qui m’apporte beaucoup de connaissances techniques (nouveaux langages de programmation, création d’un outil me permettant d’exploiter des images) mais aussi des connaissances « humaines » (sens physique, esprit critique, idées pour optimiser mon travail). Nous avons aussi travaillé avec mon directeur de thèse officiel qui suit ma thèse, s’est impliqué dans l’une des trois parties de mon sujet et a partiellement rédigé le dernier article. Ces trois personnes sont des physiciens théoriciens. Notre collaboration comprend également un neurochirurgien et une anatomo-pathologiste que j’ai vu environ une fois tous les deux mois (surtout au début) pour qu’ils commentent nos résultats, nous conseillent, nous aident par leur expertise. Ils ont toujours répondu rapidement par courriel à mes questions et ont été patients. Le chirurgien nous a également impliqué dans les colloques qu’il a monté ce qui a beaucoup augmenté notre visibilité nationale.
L’équipe appartient au Réseau d’Etude des Gliomes (REG) ainsi qu’à plusieurs Groupements de Recherche (GdR - Stic Santé, CellTiss). Il fait également partie d’un Laboratoire d’Excellence (LabEx) qui est lui-même dans une Initiative d’Excellence (Idex).