Utiliser les mathématiques pour prédire l`évolution d`un cancer du

Utiliser les mathématiques pour
prédire l’évolution d’un cancer
du cerveau
STATISTIQUES ET TRAITEMENT D’IMAGES
Ecoles doctorales de Lorraine
2015
Mériem Ben Abdallah est une jeune chercheuse en traitement d’images
au Centre de Recherche en Automatique de Nancy dans le département « Santé-
Biologie-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’orir
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.

Le gliome de bas grade est le nom
donné à un cancer dans lequel
certaines cellules du cerveau se
multiplient de façon incontrô-
lée et anormale. Pour lutter contre
cette maladie, les médecins utilisent
souvent les chimiothérapies**, qui
aaiblissent les malades et les font
beaucoup sourir 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 traite-
ment, 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
déni pour les malades atteints de
gliome de bas grade.
Peut-on envisager de prédire l’ins-
tant d’arrêt optimal de la chimio-
thérapie 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’évolu-
tion 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 évo-
luait 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 chimiothéra-
pie** pour ces malades.
Meriem espère pouvoir obtenir
des informations sur les tumeurs
d’autres malades, an de conrmer
ses premiers résultats mais aussi
pouvoir proposer d’autres modèles
mathématiques mieux adaptés aux
patients dont les tumeurs ne cor-
respondent 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