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Centrale Nantes, au cœur de l’innovation dans la santé numérique

par Administrateur |23/04/2018 |0 Comments | Formation

Au cœur des enjeux sociétaux du 21ème siècle, la médecine est en pleine évolution grâce au développement de technologies de pointe et l’entrée dans l’ère du Big Data. Pour cette raison, la santé s’impose comme l’un des 3 enjeux majeurs de croissance et d’innovation autour desquels la recherche s’organise à Centrale Nantes. Enseignement et recherche étant étroitement liés à l’école, les élèves-ingénieurs ont la possibilité depuis la rentrée 2016 de suivre une option disciplinaire intitulée : « Sciences du numérique pour les sciences de la vie et de la santé ». 


 La Bio-Informatique

La Bio-Informatique est à la croisée de la biologie et de l’informatique. Elle couvre des disciplines des sciences de la vie telles que la génomique et la biologie des systèmes. Son objectif est d’analyser et interpréter des données biologiques via des algorithmes et des modèles, afin de les comprendre, donc d’accroître la connaissance sur les phénomènes biologiques et de faire ainsi progresser les sciences du vivant. La quantité et la complexité des données biologiques accessibles aux chercheurs ont considérablement augmenté grâce aux progrès des technologies de l’information. Les retombées de ces avancées sont multiples et permettent notamment de développer des traitements plus efficaces qui améliorent la qualité de vie du patient, leurs applications à court ou moyen terme pourraient être le développement de traitements contre des maladies génétiques actuellement incurables.


 La Bio-Informatique à Centrale Nantes

L’intérêt que développe Centrale Nantes pour la santé n’est pas nouveau puisque dès le début des années 2000, le professeur Olivier Roux s’est intéressé à la bio-informatique. Il est devenu en 2011 le responsable de MeForBio (Méthodes Formelles pour la Bio-informatique), équipe de recherche en bio-informatique dans le domaine de la formalisation et du raisonnement automatique du traitement des données et des systèmes avec des caractéristiques temporelles qui est rattachée au LS2N (Laboratoire des sciences du numérique de Nantes). Cette équipe mène notamment des travaux de recherche en collaboration avec l’INSERM pour en savoir plus sur le myélome multiple, un type de cancer qui touche la moelle osseuse.

C’est dans cette dynamique que l’option BioSTIC-Santé est née de la collaboration entre enseignant-chercheurs en informatique, en biologie ainsi qu’en mathématiques appliquées. Là encore, Centrale Nantes s’est positionnée très tôt puisqu’Arnaud Poitou a lancé ce projet dès son arrivée à la direction de l’école en 2012. Quatre ans plus tard, les premiers élèves-ingénieurs de Centrale Nantes suivaient cette option disciplinaire. Celle-ci leur permet de développer des compétences en sciences de la vie, sciences du numérique ainsi qu’en sciences du numérique appliquée aux sciences du vivant.

Part importante de la formation centralienne, tous les élèves – par groupe – réalisent des projets d’option pour des entreprises ou des laboratoires en groupe qui sont l’occasion de mettre en pratique les compétences théoriques acquises. Par exemple, un groupe d’élève a réalisé le projet : « Approche cellule unique en génomique et épigénome du cancer: de la purification cellulaire en microfluidique à l’analyse bioinformatique des données » pour le laboratoire nantais CRCINA.

A la suite de leur formation, ils peuvent travailler dans les domaines de l’ingénierie bio-médicale, l’industrie pharmaceutique, cosmétologique, ou encore le développement de biotechnologies. Notamment, ils ont eu l’opportunité de réaliser des stages tels que :

  • Mise en place d’un protocole pour une nouvelle méthode d’imagerie de la peau (Laboratoire Clarins, Paris)
  •  Test the hypothesis of background genetic variation being a contributor to the off-target effects of CRISPR (Cancer Research UK Cambridge Ins, Royaume Unis)
  • Développement et optimisation d’un algorithme de reconstruction Compressed-Sensing pour accélérer l’acquisition des images IRM. Application à la détection des métastases (CRMSB CNRS, Bordeaux)

Rencontre avec des étudiants

Au cours de l’élaboration de cette newsletter, notre équipe a eu l’opportunité de rencontrer divers profils ayant suivi cet enseignement :

  • Rebecca Vetil (actuellement en deuxième année à l’école) :

– Pourquoi avoir choisi cette option ?

« La biologie et la santé sont des domaines qui m’ont toujours beaucoup intéressée. En fait, après le bac, j’ai longtemps hésité entre des études d’ingénieurs ou de médecin… Même si j’ai choisi la première option, j’ai toujours espéré concilier ingénierie et santé, et cette option d’enseignement m’en a donné l’opportunité. J’étais vraiment contente de pouvoir mettre en application mes connaissances d’élève ingénieur (mathématique, mécanique, informatique) dans le domaine de la santé. »

– Quels sont les points forts de l’option d’après toi ?

Pour commencer, j’ai vraiment apprécié le fait que tous nos cours nous aient été enseignés sous un angle d’ingénieur. Par exemple, nos cours de biologie (moléculaire, cellulaire) étaient en permanence remis en perspective dans le cadre de notre cursus puisque nos professeurs insistaient sur les nouvelles technologies : techniques d’édition de génome, technique de séquençage d’ADN Illumina ou Nanopore… De plus, j’ai aimé l’esprit général de l’option : le but n’est pas de faire de nous des experts en biologie ou en informatique, mais de nous donner les outils nécessaires à l’appréhension de projets ou de sujets de recherche en bio-ingénierie.

– Que comptes-tu faire après ? (stage ? 3e année à Centrale ? Double-Diplôme ?)

Je vais réaliser mon stage d’assistante ingénieur chez Owkin (startup en biomédical, utilisant l’intelligence artificielle au service de la médecine prédictive). Pour ma troisième et dernière année d’étude, j’ai postulé à un double-diplôme à l’Imperial College London en ingénierie biomédicale (spécialité neuro-technologies).

  • Jean-Baptiste Alberge (actuellement en doctorat au centre de recherche en cancérologie et immunologie de Nantes) :

– Pourquoi avoir choisi cette option ?

J’ai suivi ma formation à l’école Centrale en alternance dans un grand laboratoire pharmaceutique (Sanofi). C’est cela qui m’a donné envie d’approfondir dans la bio-informatique.  Je me suis tourné au fil des projets vers la recherche en biologie, et c’est donc tout naturellement que je me suis tourné vers l’option BioSTIC-Santé lorsque celle-ci a ouvert.

– Quels sont les points forts de l’option d’après toi ?

Son interdisciplinarité. Bien qu’un élève-ingénieur ne puisse pas atteindre le niveau d’un biologiste en une année d’étude, il peut apprendre à parler son langage pour mieux travailler avec lui. Cela permet d’aller plus vite et plus loin, d’autant plus que cette option permet de développer de réelles compétences en informatique et en mathématiques.

– Quel a été ton parcours après ça ?

J’ai réalisé un stage de fin d’étude dans le groupe pharmaceutique de mon alternance (chez Sanofi) dans la division vaccins, sur la mise en place d’un outils d’épidémiologie pour des pathogènes d’intérêt, basé sur la génomique. J’ai ensuite commencé une thèse qui s’inscrit dans la continuité de mon projet d’option. Après la thèse, je souhaite repartir travailler dans le secteur privé en recherche et développement.


Pilotage d’un drone par la pensée

La technologie de la Bio-Informatique témoigne du fort potentiel d’une collaboration entre médecins et ingénieurs pour les progrès à venir de la société. Cette perspective a également été observé cette année, à travers une démonstration de pilotage d’un drone par la pensée, fruit d’un travail commun entre Centrale et le Centre Hospitalier Universitaire de Nantes.

Le Samedi 2 décembre 2017, s’est en effet tenu le Week-End Nantralien, évènement annuel de rencontre inter-générationnelle des élèves et anciens élèves de notre école. Parmi diverses activités et rencontres, une conférence sur le pilotage de drone par la pensée a été animée par le Dr. Vincent Roualdes neurochirurgien au CHU de Nantes. Il s’en est suivi une démonstration par l’ingénieur ayant travaillé en collaboration avec ce dernier, M. Van Langhenhove.

Au cours de cette présentation, le Dr. Roualdes a dressé un état de l’art des techniques de contrôle motrices par la pensée, ainsi que les différentes opportunités associées à ces technologies, en terme de mobilité pour les personnes handicapées notamment. Ont été notamment cité, les techniques d’implantation de puces électroniques à la surface du cortex cérébrale, visant à mesurer l’activité électrique du cerveau. Moins invasif, mais également moins précis, l’usage de l’électroencéphalographie par des électrodes placées sur le cuir chevelu.

C’est cette méthode qui a ensuite été employé lors de la démonstration par l’ingénieur centralien M. Van Langhenhove.

A l’aide d’un script informatique écrit en seulement quelques mois, ce dernier a réussi a diriger un drone disponible pour le grand publique. A l’écran de l’ordinateur, l’interface de commande se présente sous la forme d’un pavé numérique, où figurent les différentes actions possibles. L’utilisateur se concentre alors sur une touche en particulier en la fixant à l’écran, et celle-ci s’active alors automatiquement !

 


Écrit par Léa Roussel et Sasha Madar.

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