Modélisation ENERgétique de l'émerGENCE et de l'homéorhésie de l'architecture tissulaire – ENERGENCE

De par l'augmentation de l'espérance de vie dans la plupart des pays, comprendre les mécanismes du déclin tissulaire, corrélé à une perte de son architecture, est devenu une priorité de santé publique pour notre société. L'émergence et l’évolution de cette architecture impliquent des échanges énergétiques et des forces mécaniques, et la perturbation de l'un ou de l'autre est associée à la dégénérescence et aux maladies. Ainsi, la compréhension de la dynamique tissulaire nécessite de prendre en compte à la fois échanges énergétiques et mécaniques, une vision qui fait actuellement défaut. L'objectif d'ENERGENCE est de combler cette lacune en développant un cadre théorique et expérimental complet permettant d’élucider l’interaction complexe entre métabolisme et mécanique. Nous proposons de voir les étapes de l'évolution des tissus comme différentes phases d'un système social complexe piloté par quelques déterminants clés, interagissant mécaniquement et échangeant de l'énergie avec leur environnement. Nous prendrons le tissu adipeux comme modèle biologique car son architecture relativement simple est largement dépendante des échanges énergétiques, et comme cible de par le développement mondial de l'épidémie d'obésité. Nous proposons une approche synthétique basée sur l'utilisation de modèles mathématiques couplés à des expériences in vivo/in vitro. Nous développerons des modèles agents (ABM) pour tester les hypothèses de modélisation et dériverons des modèles continus pour explorer les effets à grande échelle et long terme. Tous les modèles théoriques seront validés avec des expériences biologiques en utilisant des méthodologies de pointe de calibration et de couplage modèle-données. Cette approche permettra d'identifier les facteurs clefs dans l'évolution des structures tissulaires, à différentes échelles spatio-temporelles. Cette nouvelle compréhension du vieillissement ouvrira la voie à de nouvelles thérapies liées aux maladies métaboliques et dégénératives.