Souris virtuelle: cette chercheuse de l’Empa veut limiter les expérimentations animales à l’aide de l’IA
L’Empa dévoile un modèle informatique assisté par l’IA capable de simuler la distribution de nanoparticules dans l’organisme d’une souris. L’objectif: réduire les expériences sur les animaux dans les tests de nanomatériaux et accélérer le développement de nouvelles approches en nanomédecine.
Et si l’intelligence artificielle permettait bientôt de tester des nanomédicaments… sans passer par des expériences animales? C’est l’objectif du Laboratoire fédéral d’essai des matériaux et de recherche (Empa), qui développe pour ce faire un système informatique assisté par intelligence artificielle pour des tests de nanomatériaux. Conçu par la chercheuse Jimeng Wu, l’outil repose sur un modèle pharmacocinétique capable de simuler la distribution de particules dans l’organisme d’une souris.
Développé au sein des départements «Nanomaterials in Health» et «Technology and Society», le système s’appuie sur un modèle PBPK (pharmacocinétique basé sur la physiologie). La chercheuse a utilisé les données de 18 études menées sur des souris ainsi qu’une méthode statistique bayésienne. L’outil calcule ensuite la distribution des nanoparticules selon leur taille, leur revêtement et leur charge superficielle. Contrairement aux modèles PBPK traditionnels calibrés pour une seule substance, il peut adapter ses paramètres aux propriétés mesurables de chaque particule grâce à un modèle de régression linéaire multivarié basé sur l’apprentissage automatique. «Cet outil de dépistage basé sur l’IA permet aux chercheurs de tester virtuellement le type de nanoparticules le mieux adapté à une tâche donnée avant même de les produire», explique Jimeng Wu.
Selon l’Empa, certaines nanoparticules peuvent franchir des barrières biologiques comme la barrière hémato-encéphalique. Les chercheurs évoquent notamment l’utilisation de ces matériaux pour transporter des substances chimiothérapeutiques jusqu’au cerveau dans le cadre de traitements ciblés contre des tumeurs cérébrales.
Les futurs travaux visent désormais à adapter ce principe à un modèle PBPK humain intégrant des organes sensibles. Peter Wick, qui supervise les recherches avec Bernd Nowack, précise toutefois que l’ensemble de données utilisé pour entraîner le système reste encore limité.
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