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Publié le 15 juin 2021 Mis à jour le 15 juin 2021

SLIMMEST : modéliser des centaines d'espèces de micro-organismes en interaction

Aux frontières de la biologie, des mathématiques et de l’informatique

«Les approches "classiques" pour modéliser un microbiote comportent des limites : ces méthodes fonctionnent soit pour des modèles avec peu d’espèces de micro-organismes, soit pour déterminer les fonctions biochimiques réalisables, mais en perdant alors le suivi des dynamiques...»

Un microbiote est défini comme l’ensemble des micro-organismes vivant dans un écosystème donné. Par exemple, dans l'intestin humain on compte plusieurs centaines de types de bactéries différentes en interaction.

Entre deux éléments différents on obtient une relation. Entre trois on en a trois, entre 10, 45 relations différentes peuvent s'établir, entre 100,  4950 relations possibles. Supposez maintenant quelques centaines d'espèces de bactéries représentées en plusieurs millions d'exemplaires et vous obtiendrez pratiquement toutes les interactions possibles. 

Le défi est de trouver comment elles interagissent, se superposent, se complètent pour parvenir à créer un modèle acceptable.

La biologie des systèmes s’intéresse beaucoup au microbiote intestinal : les enjeux de santé qui y sont liés sont  majeurs.

À Bordeaux, Clémence Frioux, chercheuse à Inria et Simon Labarthe, chercheur à l’Inrae, tous les deux membres de l’équipe-projet Pléiade, leur consacrent leurs travaux.

«Pour répondre aux questions que l’on se pose sur le microbiote, il faut, dans un premier temps déterminer "qui" le compose et "dans quelle(s) quantité(s)". Ce sont aujourd’hui deux défis que la science sait plutôt bien relever. Mais lorsqu’il s’agit ensuite de déterminer qui fait quoi et comment, les choses deviennent plus compliquées. Il n’est aujourd’hui pas possible d’observer le microbiote intestinal in situ et de voir exactement ce qu’il s’y produit.»

Une des ambitions des chercheurs est de simplifier certains microbiotes en sélectionnant les bactéries les plus impliquées et créer un modèle in silico (informatique), par la combinaison de l’approximation logique et par la métamodélisation de certains modèles, qui permettrait d’explorer de nombreuses hypothèses en limitant notamment le nombre d’animaux en expérimentation.


Pour l'article complet : SLIMMEST, aux frontières de la biologie, des mathématiques et de l’informatique

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Mots-clés: Modélisation INRIA Microbiote

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