MEDITWIN : l’utilisation du jumeau numérique pour développer la médecine personnalisée de demain
Comment l’utilisation de jumeaux virtuels pourrait permettre d’améliorer la qualité des soins, au bénéfice d’une santé plus sûre et accessible pour tous ? C’est la mission de MEDITWIN, un consortium constitué de 7 Instituts Hospitalo-Universitaires (IHUs) dont l’IHU ICAN, du CHU de Nantes, d’Inria, des startups associées et de Dassault Systèmes, annoncé le lundi 11 décembre 2023 en présence du Président de la République Emmanuel Macron.
Grâce à des jumeaux virtuels personnalisés des organes, du métabolisme et des tumeurs cancéreuses, ce projet innovant permettra de proposer un diagnostic de risque de maladie cardiovasculaire pour les patients à haut risque, et d’aider au choix des traitements par les médecins spécialisés pour un suivi efficace des patients.
L’initiative MEDITWIN sera développée sur 5 ans, de 2024 à 2029. L’investissement des partenaires dans ce projet sera soutenu financièrement par l’Etat dans le cadre de France 2030.
À quel besoin médical répond MEDITWIN ?
« Les jumeaux numériques ouvrent la perspective d’une nouvelle médecine de précision et préventive des maladies cardiométaboliques en établissant pour chaque individu en fonction de ses facteurs de risques, notamment de sa signature génomique, son risque à venir de développer une maladie cardiovasculaire. Un tel projet nécessite un changement d’échelle de la recherche qui est aujourd’hui atteint grâce au projet piloté par Dassault Systèmes avec à bord tous les partenaires de MEDITWIN. »
Pr Stéphane Hatem, Directeur général de l’IHU ICAN et directeur de l’UMR 1166 Maladies cardiovasculaires et métaboliques
Les maladies cardiométaboliques, également connues sous le nom de maladies cardiovasculaires-métaboliques, font référence à un groupe de troubles interconnectés qui affectent le cœur et le système métabolique. Elles comprennent principalement : les maladies cardiovasculaires qui affectent le cœur et les vaisseaux sanguins (maladie coronarienne, hypertension artérielle…) et les troubles métaboliques (diabète de type 2, obésité, hypercholestérolémie, maladie stéatosique hépatique – MASH-(NASH)).
Les maladies cardiovasculaires sont la 1ère cause de mortalité dans le monde, représentant près de 18 millions de décès chaque année. En France, elles représentent la 2ème cause de décès en population générale avec près de 150 000 décès chaque année et la 1ère cause chez les femmes. Plus de 15 millions de personnes sont traités en France pour maladie, risque cardiovasculaire ou diabète, avec un coût de prise en charge annuel supérieur à 17 milliards d’euros.
À ce jour, le niveau de risque cardiovasculaire est évalué chez tous les patients symptomatiques et asymptomatiques à risque identifiés par leur médecin.
L’association entre certains marqueurs biologiques classiques (bilan lipidique classique, LDL-cholestérol) et le risque de maladie cardiovasculaire est incontestable. Néanmoins, à ce jour, l’utilisation de ces marqueurs en pratique médicale ne permet pas de stratifier finement cette population.
Sans outils de prédiction, il est difficile d’individualiser le suivi des patients et de choisir les traitements les plus appropriés, ainsi que les doses optimales, tout en réduisant les effets secondaires associés aux traitements (statines).
Des avancées techniques pas encore systématisées
La recherche scientifique et biomédicale a fait des avancées significatives dans ce domaine, en envisageant d’intégrer d’autres marqueurs basés sur l’imagerie et les données Omiques (métagénomique, métabolomique, lipidomique, protéomique).
L’avancée des techniques d’imagerie, telles que le scanner thoracique (grosses et petites artères), permet aujourd’hui une analyse fine non-invasive de l’atteinte vasculaire chez des patients sans maladie cardiovasculaire avérée.
En révélant la progression, la stabilisation ou la régression de la maladie et la prédiction de la qualité de réponse aux traitements, ces nouveaux indicateurs deviennent le moyen concret d’appliquer une prévention et des thérapeutiques ciblées en fonction du profil et de la biologie du patient.
L’hypercholestérolémie familiale (HF) est une cause importante de maladie cardiovasculaire prématurée et représente un modèle de progression accélérée de la pathologie. Suivre la trajectoire de ces patients est donc une opportunité d’accéder aux indicateurs de prédiction du risque dans une période restreinte.
Des données récentes ont montré que, même dans le cas de l’hypercholestérolémie familiale, l’utilisation de l’imagerie coronaire non invasive permet de prédire l’incidence des accidents cardiovasculaires chez les sujets asymptomatiques, avec un pouvoir prédictif élevé sur un suivi de moins de 3 ans.
Cependant, ces techniques ne sont pas pleinement intégrées dans les algorithmes de prise de décision et leur utilisation dans la pratique clinique n’est pas systématisée.
L’utilisation des jumeaux virtuels, pour une meilleure stratégie de traitement
Avec ce cas d’usage des jumeaux virtuels, l’ambition du consortium MEDITWIN est de développer un service de diagnostic de prédisposition personnalisée aux maladies cardiovasculaires et de sélectionner les meilleures stratégies de traitement, tout en intégrant l’environnement du patient tel que son microbiote intestinal et sa nutrition.
Les prédictions de tels jumeaux en termes de trajectoires et d’amélioration de ces dernières pourraient accompagner le praticien dans la prise en charge du patient, et aussi rendre plus tangible l’avenir de ce dernier en l’absence d’intervention afin d’améliorer son adhérence au traitement. Il sera ainsi possible de mesurer l’impact des solutions proposées par la réduction du nombre de patients avec événements cardiovasculaires (coronarien, cérébrovasculaire, artériel…).
Ces retombées seront positives pour le patient, qui bénéficiera d’une prise en charge adaptée à son risque individuel, en lien direct avec l’état d’avancement de la maladie, et pour les praticiens qui pourront profiter d’outils de repérage et de prise en charge précoce des maladies chroniques.
MEDITWIN permettra donc d’établir un modèle de jumeaux numériques pour suivre l’évolution du risque cardiovasculaire individualisé des patients avec hypercholestérolémie familiale grâce à une sélection de biomarqueurs pertinents.
Les jumeaux numériques permettront de clarifier la relation de cause à effet entre la micro et la macro-circulation dans un système cardiovasculaire sain pour ensuite mieux comprendre les mécanismes physiopathologiques dus au vieillissement, à l’hypertension, au diabète, etc.
