L'immunologie: un pont entre la théorie et la pratique Le système immunitaire protège l'organisme (dit hôte) des micro-organismes pathogéniques, tels que les virus et les bactéries. Le besoin de développer des modèles mathématiques pour expliquer les mécanismes qui régissent les processus immunologiques ont conduit les chercheurs du monde entier à former un réseau collaboratif. Santé © Thinkstock Le système immunitaire est une organisation complexe qui implique de nombreuses cellules différentes et molécules. Ces interactions moléculaires et cellulaires dictent le résultat potentiel des réactions immunitaires. Ainsi, l'utilisation d'une modélisation mathématique et computationnelle de l'immunologie pourrait s'avérer extrêmement utile dans la compréhension et la prévision des réactions immunitaires. Pour qu'un modèle mathématique soit réussi, il doit récapituler la situation in vivo. Cela requiert l'incorporation de vrais résultats expérimentaux et, par conséquent, une étroite collaboration entre les mathématiciens et les immunologues expérimentaux. L'initiative INTI («International network in theoretical immunology»), financée par l'UE, visait à soutenir le développement de ces modèles mathématiques en regroupant les immunologues théoriques et expérimentaux en un réseau. Cette démarche faciliterait la collaboration entre les scientifiques pour faire progresser les approches de modélisation mathématique et soutenir l'échange d'informations entre ces deux domaines d'étude complémentaires. D'un point de vue scientifique, l'étendue du réseau englobait une variété de processus du système immunitaire tels que la reconnaissance de l'antigène et l'activation et la différenciation des lymphocytes T. Différents modèles ont été formulés pour expliquer la reconnaissance des antigènes et des interactions entre les récepteurs de lymphocytes T et les ligands. Afin d'éviter les réactions immunitaires contre les antigènes, l'interaction entre le récepteur et le ligand doit être très spécifique et sensible. Cette information a été prise en compte lors de la conception de modèles capables d'expliquer l'hypothèse du seuil d'affinité. De plus, le réseau a généré des modèles mathématiques capables de représenter le juste équilibre entre la prolifération de lymphocytes et la mort, un processus majeur de l'homéostasie des populations de lymphocytes T. Un effort considérable a été fait sur les modèles pouvant expliquer le destin de la prolifération de lymphocytes et la différenciation au niveau des cellules effectrices ou mémoire. Un modèle théorique à cet égard permettrait de comprendre l'aspect de la programmation génétique et l'influence de l'environnement moléculaire extracellulaire sur les interactions parmi les cellules à l'origine de ces décisions. En ce qui concerne les interactions entre cellules, la microscopie automatisée a permis de visualiser le processus pour un temps limité. La modélisation mathématique a permis de prévoir l'interaction au-delà des délais prescrits, notamment parmi les cellules présentatrices d'antigène et les lymphocytes T. Le réseau INTI a réussi à regrouper des immunologues expérimentaux et théoriques afin de développer de nouveaux modèles mathématiques pour l'étude de l'immunologie. Sur le long terme, cette collaboration pourrait conduire à l'établissement de modèles à grande échelle du système immunitaire. Mots‑clés Système immunitaire, modèle mathématique, réseau, expérimental, antigène, cellule T, récepteur, ligand, lymphocyte
