Modélisation mathématique de l'hématopoïèse et des hémopathies : développement, dynamique et traitement

Résumé Fr En

L’étude de l’hématopoïèse normale et pathologique, de par la complexité de ce sujet, requiert une approche multidisciplinaire. L’utilisation de modèles mathématiques, lorsqu’il s’agit de comprendre la dynamique de populations de cellules, le développement de cancers ou l’effet d’un traitement, est particulièrement appropriée. Les modèles mathématiques, calibrés à partir d’observations expérimentales, peuvent être des outils d’aide à la décision en clinique, permettant par exemple de prédire l’effet d’un traitement ou d’en optimiser le dosage. Cette revue présente tout d’abord différents modèles et formalismes mathématiques qui ont été développés au cours des décennies pour modéliser l’hématopoïèse, et dont certains sont à la base des travaux les plus récents. Nous aborderons ensuite les enjeux méthodologiques liés à l’inférence mathématique, permettant de s’assurer de la validité et de la robustesse des résultats. Enfin, nous montrons l’utilisation de modèles mathématiques dans trois champs d’application : l’initiation et le développement des hémopathies malignes, la dérégulation de leur hématopoïèse et leurs traitements.

The study of normal and malignant haematopoiesis, due to its complexity, requires a multi-disciplinary approach. The use of mathematical models for understanding cell population dynamics, the development of cancers, or the effect of a treatment is particularly appropriate. Mathematical models, calibrated from experimental observations, can be used as clinical decision tools, allowing, for example, to predict a treatment’s effect or optimize its dosage. In this review, we will start by presenting different mathematical models and formalisms that have been developed over the decades to model hematopoiesis, some of which are still the basis of the most recent work. We will then discuss methodological issues related to mathematical inference to ensure the validity and robustness of the results. Finally, we will illustrate the use of mathematical models in three fields of application: the initiation and development of hematological malignancies, the deregulation of their hematopoiesis, and their treatment.