Démystifier l'écosystème immunitaire afin de protéger la santé et l'environnement

 

Recherche intersectorielle - Programme Audace

Concours 2019-2020

 

Composition de l'équipe:

Alan Arthur Cohen (Université de Sherbrooke), responsable

Tamàs Fülöp (Université de Sherbrooke), co-chercheur

Dominique Gravel (Université de Sherbrooke), co-chercheur

 

Domaine : Maladies infectieuses et immunitaires

Secteurs de la recherche : Sciences de la santé; Sciences naturelles et génie

 

Deux questions en apparence distantes, mais importantes sont à l'origine de ce projet:

(1) Pourquoi est-ce que des décennies de recherche en immunologie et des milliards de dollars investis n'ont pas apporté de retombées concrètes pour une myriade de maladies liées au système immunitaire (cancer, allergies, arthrite, maladie d'Alzheimer, maladies cardiovasculaires, diabètes, etc.) ?

(2) La collecte de données nécessaire pour caractériser les dynamiques des écosystèmes représentant un défi, comment peut-on développer de meilleurs modèles visant à prédire et intervenir pour prévenir l'effondrement d'un écosystème résultant de changements provoqués par l'humain ?

Un seul projet peut, semble-t-il, contribuer largement à résoudre ces deux questions urgentes. Le système immunitaire et les écosystèmes sont deux exemples canoniques de systèmes formellement complexes, le premier étant même un écosystème en soi puisque les différents types de cellules représentent des espèces interagissant les unes avec les autres de diverses façons. Ceci suggère que les deux systèmes démontreront des dynamiques très similaires et seront réciproquement instructifs. Pourtant, la littérature en immunologie ne comporte que peu d'articles visant à comprendre globalement la fonction immunitaire, une approche répandue en écologie; au contraire, des approches réductionnistes abordent le problème, une cellule ou une molécule à la fois, comme si on tentait de comprendre la circulation automobile en étudiant la conception des voitures. Même si le système immunitaire peut facilement être manipulé en laboratoire et que ses composantes sont bien connues, l'écologie s'est bien peu inspirée d'une compréhension globale de ce système.

L'équipe d'écologistes, d'immunologistes et de chercheur.es en systèmes complexes appliquera un raisonnement et des modèles écologiques à la fine pointe de la technologie pour caractériser le système immunitaire dans son ensemble, dans le but d'identifier des états immunologiques clés sous-jacents aux principales maladies et au vieillissement. Cela pourrait mener à un changement de paradigme en immunologie et à des traitements plus efficaces contre les maladies chroniques liées au système immunitaire. Par ailleurs, le système immunitaire ainsi étudié promet de résoudre un problème majeur en écologie : les écosystèmes changent généralement sur de longues périodes de temps qui sont difficilement manipulables expérimentalement, et les données sont difficiles à collecter, ce qui représente un défi pour l'inférence précise.

En conjuguant la santé et les sciences naturelles, ce projet crée un potentiel d'innovations majeures dans les deux domaines : d'une part un changement de paradigme en immunologie permettant des diagnostics précoces ainsi que des traitements et la prévention de nombreuses maladies, d'autre part un nouvel outil essentiel pour l'étude des écosystèmes, ainsi que des avancées majeures dans notre capacité à gérer et restaurer les écosystèmes.

Appel de propositions