Dans la médecine du futur, des modèles informatiques personnalisés, appelés jumeaux humains virtuels, pourraient aider à planifier des thérapies individuelles. Aujourd'hui déjà, les organes humains peuvent être simulés sur des puces ou dans des boîtes de Pétri : les scientifiques développent des méthodes assistées par ordinateur et des technologies in vitro destinées à réduire, voire à remplacer, les tests sur les animaux. Le nouveau centre 3ROCKIT 3R du KIT (Institut technologique de Karlsruhe) est le moteur de cette entreprise. À partir du 1er janvier 2025, le Bade-Wurtemberg l'ajoutera au réseau 3R à l'échelle du Land, en le finançant à hauteur de 100 000 euros par an pendant trois ans.
3ROCKIT (pour Replace Réduire Affiner Organismal Research by Computational and Cellular technologies@KIT) a adopté le principe 6R pour ce concept : outre la stratégie 3R consistant à réduire, remplacer et affiner les tests sur les animaux, il faut s'assurer que tous les modèles expérimentaux sont statistiquement robuste, toutes les expériences sont enregistrées, et même les résultats négatifs sont publiés (reporting).
Le Centre, dirigé par la Dre Nicole Jung, fait partie du Centre KIT « Technologies de la santé » (KITHealthTech), où les chercheurs travaillent en équipe multidisciplinaire pour trouver des solutions numériques et technologiques pour notre système de santé.
Le développement de technologies adaptées au remplacement de l’expérimentation animale est un élément important pour une recherche à l’épreuve du temps, comme dans le domaine des sciences naturelles et de la médecine. Le fait que 3ROCKIT soit financé au sein du réseau 3R du Bade-Wurtemberg montre que nous avons mis KIT sur la bonne voie. »
Professeur Oliver Kraft, vice-président de la recherche chez KIT
3ROCKIT exploite les technologies numériques et les algorithmes de réseaux neuronaux profonds. Les six unités principales du Centre 3R s'appuient sur des technologies telles que les modèles informatiques et l'intelligence artificielle (IA) pour générer des jumeaux numériques utilisés pour promouvoir la médecine personnalisée, construire des biomatériaux et développer des systèmes intelligents d'assistance chirurgicale. « L'utilisation de l'intelligence artificielle a ouvert une nouvelle dimension à la recherche 3R. Des résultats très précis peuvent être obtenus plus rapidement et le nombre d'animaux soumis à des tests peut être considérablement réduit », déclare le professeur Ute Schepers, porte-parole du KIT Center « Health Technologies .
Simulation numérique d'actifs et de thérapies
Les méthodes numériques permettent aux chercheurs de prédire comment les produits chimiques affecteront les fonctions cellulaires et de calculer leur distribution biologique et leurs effets dans l'organisme. Une unité centrale distincte est dédiée à la création d'ensembles de données de formation pour le jumeau humain virtuel : ces modèles informatiques personnalisés de patients permettent une meilleure évaluation des risques et une meilleure personnalisation du traitement.
Les chercheurs de 3ROCKIT travaillent également sur des laboratoires autonomes basés sur l'IA pour le développement de méthodes in vitro, telles que les technologies « d'organes sur puce » et d'organoïdes, c'est-à-dire des structures tridimensionnelles ressemblant à des tissus. Avec les deux approches, il est possible de reproduire des processus physiologiques en dehors du corps, en utilisant les cellules des patients. Dans le « 3D Printing Center », les ressources pour la production d'impressions 3D sont combinées, permettant l'utilisation de matériaux tels que des polymères, des métaux, du verre et même des tissus.
Le réseau 3R du Bade-Wurtemberg regroupe désormais huit institutions du Land qui utilisent diverses approches pour développer des méthodes expérimentales alternatives. Outre le KIT, les universités de Furtwangen et d'Ulm seront incluses dans le réseau et recevront des fonds.
