Utiliser les mathématiques pour prédire l’évolution d’un cancer du cerveau Statistiques et traitement d’images Mériem Ben Abdallah est une jeune chercheuse en traitement d’images au Centre de Recherche en Automatique de Nancy dans le département « SantéBiologie-Signal ». Ce département de recherche interdisciplinaire rassemble des biologistes et des informaticiens. Ces chercheurs développent ensemble de nouvelles méthodes pour soigner un cancer du cerveau appelé gliome de bas grade. Ce cancer se caractérise par l’augmentation du volume de certaines régions du cerveau, aussi appelées tumeurs. L’objectif de Mériem est de créer des modèles mathématiques*, permettant de prédire l’évolution des tumeurs chez des malades traités par chimiothérapie**. Ces modèles doivent permettre aux médecins d’offrir un traitement personnalisé aux malades. * Un modèle mathématique est un ensemble d’outils mathématiques utilisé pour expliquer et éventuellement « deviner » l’évolution future d’un phénomène. ** La chimiothérapie est une méthode de traitement du cancer qui utilise certaines substances chimiques. « Aider les médecins dans leur pratique quotidienne à combattre le cancer du cerveau est une grande source de motivation dans mon travail de recherche. Ecoles doctorales de Lorraine 2015 Le gliome de bas grade est le nom donné à un cancer dans lequel certaines cellules du cerveau se multiplient de façon incontrôlée et anormale. Pour lutter contre cette maladie, les médecins utilisent souvent les chimiothérapies**, qui affaiblissent les malades et les font beaucoup souffrir physiquement. Les médecins sont donc confrontés au choix crucial de l’instant d’arrêt de la chimiothérapie**. Doivent-ils cesser ce traitement, au risque de compromettre le bon rétablissement des malades sur le long terme, ou bien doivent-ils continuer le traitement, avec tous ses désagréments ? Les médecins ont du mal à répondre à cette question car l’instant d’arrêt n’est pour le moment pas clairement défini pour les malades atteints de gliome de bas grade. Peut-on envisager de prédire l’instant d’arrêt optimal de la chimiothérapie chez ces malades ? C’est à cette question que tente de répondre Mériem, en utilisant des modèles mathématiques*. Pour ce faire, Mériem a commencé par observer chez chaque malade traité par chimiothérapie**, l’évolution du diamètre de sa tumeur au cours du temps. Elle voulait savoir s’il existait des groupes de malades dont le diamètre de la tumeur évoluait de la même manière au cours du temps pendant leur traitement. Elle a ainsi pu classer les malades en deux groupes. Meriem a ensuite créé deux modèles mathématiques* de prédiction du diamètre des tumeurs pour les deux groupes de malades, grâce auxquels elle a pu prédire l’instant d’arrêt de la chimiothérapie** pour ces malades. Meriem espère pouvoir obtenir des informations sur les tumeurs d’autres malades, afin de confirmer ses premiers résultats mais aussi pouvoir proposer d’autres modèles mathématiques mieux adaptés aux patients dont les tumeurs ne correspondent pas aux deux catégories qu’elle a observées. Objectifs et/ou applications Créer des modèles mathématiques permettant de prédire comment évolue le diamètre des tumeurs cérébrales chez des malades soignés par chimiothérapie. Développer pour les médecins un outil d’aide à la décision leur permettant de personnaliser les traitements de chimiothérapie chez les malades atteints d’un cancer du cerveau du type gliome de bas grade. D’après l’experimentarium de Bourgogne