{"id":3776,"date":"2017-03-02T15:13:00","date_gmt":"2017-03-02T14:13:00","guid":{"rendered":"http:\/\/www3.unifr.ch\/alma-georges\/?p=3776"},"modified":"2017-03-03T08:59:22","modified_gmt":"2017-03-03T07:59:22","slug":"ondes-calciques-les-mathematiques-au-secours-de-la-biologie","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.unifr.ch\/alma-georges\/articles\/2017\/ondes-calciques-les-mathematiques-au-secours-de-la-biologie","title":{"rendered":"Ondes calciques: Les math\u00e9matiques au secours de la biologie"},"content":{"rendered":"<h4><strong>Indispensables au bon fonctionnement de plusieurs de nos organes, les ondes calciques ne se laissent pas facilement observer <em>in vivo<\/em>. Pour contourner cet \u00e9cueil, des biologistes de l\u2019Universit\u00e9 de Fribourg ont demand\u00e9 un coup de pouce \u00e0 leurs coll\u00e8gues du D\u00e9partement de math\u00e9matiques. Une collaboration interdisciplinaire qui porte d\u00e9j\u00e0 ses fruits.<\/strong><\/h4>\n<div class=\"clear\" style=\"height:20px\"><\/div>\n<p>Laszlo Pecze est un biologiste pur sucre. Actuellement, ce Magyar travaillant au D\u00e9partement de m\u00e9decine dans le groupe du Professeur B\u00e9at Schwaller en pince pour les ondes calciques. Il ne s\u2019agit pas l\u00e0 d\u2019une lubie de chercheurs. Ces ondes, en assurant la communication entre les cellules, s\u2019av\u00e8rent indispensables au fonctionnement de nombreux organes, et pas des moindres: ut\u00e9rus, intestin, pylore gastrique, etc. Quand elles ne se propagent pas de mani\u00e8re ad\u00e9quate, apparaissent certaines pathologies, telle que la fibrillation ventriculaire, pour ne citer que cet exemple. Il est donc imp\u00e9ratif de bien les \u00e9tudier pour mieux les comprendre. Mais ce n\u2019est rien de le dire: <em>monitorer<\/em> des ondes calciques <em>in vivo<\/em>, par exemple dans l\u2019intestin d\u2019une personne, n\u2019est pas une sin\u00e9cure. Les exp\u00e9riences co\u00fbtent cher et prennent du temps.<\/p>\n<p><strong>L\u2019union fait la force<br \/>\n<\/strong>Il existe pourtant une solution alternative. Plut\u00f4t que de travailler directement sur le vivant, pourquoi ne pas simuler la r\u00e9alit\u00e9? C\u2019est l\u2019id\u00e9e qu\u2019a eue Laszlo Pecze. Pour ce faire, le biologiste s\u2019est approch\u00e9 de chercheurs du D\u00e9partement de math\u00e9matiques: \u00abJe leur ai expliqu\u00e9 le b.a.-ba de la biologie cellulaire, afin qu\u2019ils puissent comprendre mes objectifs. La communication entre nous \u00e9tait primordiale.\u00bb Une fois les connaissances n\u00e9cessaires acquises, le groupe du Prof. Christian Mazza a d\u00e9velopp\u00e9 un mod\u00e8le math\u00e9matique permettant de d\u00e9crire les ondes calciques: \u00abOn peut en changer les param\u00e8tres \u00e0 notre gr\u00e9, explique Micha\u00ebl Dougoud, doctorant, et tester diff\u00e9rents sc\u00e9narios, sans s\u2019embarrasser d\u2019exp\u00e9rimentations longues et on\u00e9reuses. L\u2019ordinateur calcule en dix minutes ce qui requiert plusieurs jours d\u2019exp\u00e9rimentations.\u00bb Les r\u00e9sultats sont d\u00e9j\u00e0 l\u00e0, mais avant d\u2019y venir, petit retour en arri\u00e8re: les ondes calciques, <em>kesako<\/em>?<\/p>\n<div class=\"clear\" style=\"height:20px\"><\/div>\n<iframe loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/ZbXRJc6MT-E?rel=0\" width=\"560\" height=\"315\" frameborder=\"0\" allowfullscreen=\"allowfullscreen\"><\/iframe><\/p>\n<div class=\"clear\" style=\"height:20px\"><\/div>\n<p><strong>Good vibrations<br \/>\n<\/strong>\u00abLes ondes calciques sont \u00e0 certains organes, ce que la \u2039ola\u203a est au stade de football\u00bb, rigole Laszlo Pecze. Dans les tribunes, la ola est initi\u00e9e par des supporteurs qui se mettent debout, l\u00e8vent les bras et reprennent leur position assise. Ce mouvement, r\u00e9p\u00e9t\u00e9 rang\u00e9e apr\u00e8s rang\u00e9e, provoque une vague, une onde en somme. Il en va de m\u00eame dans le corps humain: un signal calcique part d\u2019une zone pr\u00e9cise d\u2019un organe donn\u00e9, puis se diffuse, cellule apr\u00e8s cellule, cr\u00e9ant une forme d\u2019onde. Cette derni\u00e8re, en se propageant, permet, par exemple, la contraction du muscle cardiaque. \u00abPour en revenir \u00e0 la ola dans le stade, conclut Laszlo Pecze, si les supporteurs r\u00e9agissent de mani\u00e8re d\u00e9sordonn\u00e9e, la ola ne se forme pas. Idem pour les organismes, chaque cellule doit \u00eatre \u00e0 l\u2019\u00e9coute de sa voisine, au risque sinon de rater son battement de coeur. Ces ondes permettent donc de synchroniser les cellules.\u00bb<\/p>\n<p><strong>Premiers r\u00e9sultats prometteurs<\/strong><br \/>\nSur l\u2019\u00e9cran de son ordinateur, Laszlo Pecze pointe du doigt une onde verte qui se propage de mani\u00e8re circulaire, \u00e0 l\u2019image des cercles concentriques provoqu\u00e9s par une pierre jet\u00e9e dans l\u2019eau. \u00abNos simulations num\u00e9riques ont montr\u00e9, explique-t-il, que c\u2019est la r\u00e9gion dont la fr\u00e9quence d\u2019oscillation est la plus forte qui prend le contr\u00f4le de l\u2019ensemble du syst\u00e8me.\u00bb Pour reprendre l\u2019image de la ola, c\u2019est le groupe de supporteurs le plus \u00abexcit\u00e9s\u00bb qui donnent l\u2019impulsion du mouvement de foule.<\/p>\n<p>La mise au point de ce mod\u00e8le math\u00e9matique laisse d\u00e9j\u00e0 entrevoir des perspectives m\u00e9dicales int\u00e9ressantes. \u00abCette meilleure compr\u00e9hension des ondes calciques peut nous permettre de mieux r\u00e9gler des <em>pacemakers<\/em>, voire de cr\u00e9er des appareils plus performants\u00bb, anticipe-t-il.<\/p>\n<p>Pas d\u00e9\u00e7u de cette premi\u00e8re collaboration, Laszlo Pecze se prend \u00e0 r\u00eaver d\u2019une nouvelle collaboration avec le D\u00e9partement de math\u00e9matiques. Cette fois-ci, il souhaite \u00e9laborer un mod\u00e8le susceptible d\u2019expliquer la r\u00e9partition des taches sur le pelage des animaux. Le d\u00e9veloppement des rosettes sur la fourrure du gu\u00e9pard sera-t-il bient\u00f4t repr\u00e9sent\u00e9 sous forme d\u2019\u00e9quation?<\/p>\n<div class=\"clear\" style=\"height:20px\"><\/div>\n<p><span style=\"color: #ff6600;\">__________<\/span><\/p>\n<div class=\"clear\" style=\"height:20px\"><\/div>\n<ul>\n<li>Publication dans <a href=\"http:\/\/journals.plos.org\/ploscompbiol\/article?id=10.1371\/journal.pcbi.1005295\" target=\"_blank\">PLOS Computational Biology<\/a><\/li>\n<li>Michael Dougoud, D\u00e9partement de math\u00e9matiques, 026 300 92 01,\u00a0<a href=\"mailto:michael.dougoud@unifr.ch\" target=\"_blank\">michael.dougoud@unifr.ch<\/a><\/li>\n<li>Laszlo Pecze, D\u00e9partement de m\u00e9decine, 026 300 85 11,\u00a0<a href=\"mailto:laszlo.pecze@unifr.ch\" target=\"_blank\">laszlo.pecze@unifr.ch<\/a><\/li>\n<\/ul>\n<div class=\"clear\" style=\"height:20px\"><\/div>\n<div class=\"clear\" style=\"height:20px\"><\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Indispensables au bon fonctionnement de plusieurs de nos organes, les ondes calciques ne se laissent pas facilement observer in vivo. 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