Un « atlas du corps » basé sur l’IA aide les scientifiques à étudier l’obésité, en montrant ses effets sur tout l’organisme en un seul coup d’œil plutôt qu’organe par organe.
Un nouvel outil d’intelligence artificielle (IA) a cartographié la façon dont l’obésité affecte l’ensemble de l’organisme au niveau cellulaire, révélant des dommages étendus bien au-delà des tissus adipeux.
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L’étude, publiée dans la revue Nature, (source en anglais) a été menée par des chercheurs du Helmholtz Munich, de l’université Ludwig-Maximilian (LMU) de Munich et d’institutions partenaires.
Cette plateforme d’IA, baptisée MouseMapper, construit un « atlas » 3D détaillé de l’ensemble du corps. Elle identifie simultanément les organes, les nerfs et les cellules immunitaires au sein de dizaines de millions de structures.
Jusqu’à présent, les scientifiques ne pouvaient étudier les changements liés aux maladies qu’organe par organe. Ce système offre une vue d’ensemble du corps entier en une seule analyse.
Comment l’IA cartographie le corps
Pour créer cet atlas, les chercheurs ont marqué les nerfs et les cellules immunitaires des souris à l’aide de traceurs fluorescents. Les animaux ont ensuite été traités par des techniques d’éclaircissement des tissus, rendant les corps optiquement transparents tout en préservant ces signaux fluorescents.
Une microscopie à nappe de lumière a permis d’obtenir des scans 3D haute résolution de corps entiers. L’IA a ensuite analysé automatiquement les images et cartographié 31 organes et types de tissus.
Cela a permis aux chercheurs de voir simultanément où se produisent l’inflammation et les dommages structurels dans l’organisme.
Des lésions liées à l’obésité dans de nombreux organes
L’équipe a testé le système sur des souris nourries avec un régime riche en graisses. Ces animaux ont développé une obésité et des altérations métaboliques proches de celles observées chez les humains.
Les résultats ont mis en évidence une inflammation diffuse et des modifications des tissus dans plusieurs organes, notamment le tissu adipeux, le foie et les muscles.
Mais les découvertes les plus inattendues concernaient le système nerveux.
Les chercheurs ont observé d’importantes altérations structurelles du nerf trijumeau, qui contrôle la sensibilité du visage. Chez les souris obèses, ce nerf présentait moins de ramifications et de terminaisons.
Cela laissait penser à une perte de la fonction sensorielle normale. Des tests comportementaux ont confirmé que les souris réagissaient moins au toucher et aux stimulations.
Des signes également observés chez l’humain
Les scientifiques ont ensuite analysé des échantillons de tissus prélevés chez des personnes obèses.
Ils y ont retrouvé des modifications moléculaires similaires au niveau du ganglion trijumeau, le centre nerveux associé à la sensibilité du visage.
Cela suggère que les lésions nerveuses liées à l’obésité observées chez la souris pourraient également se produire chez l’humain.
Un pas vers des « jumeaux numériques » de la maladie
Selon les chercheurs, cette plateforme pourrait transformer la manière dont sont étudiées les maladies complexes.
Plutôt que de se concentrer sur un organe à la fois, les scientifiques peuvent désormais examiner comment les maladies affectent l’ensemble du corps en tant que système interconnecté.
L’équipe espère aussi, à terme, créer des « jumeaux numériques » d’organismes. Ils permettraient de simuler l’évolution d’une maladie et de tester des traitements avant de passer aux expériences physiques.
De tels outils pourraient accélérer la découverte de nouveaux médicaments et réduire le recours aux expérimentations animales.