Utilisation de la modélisation mathématique pour étudier et atténuer la dégénérescence des photorécepteurs

Cet exposé donnera un bref aperçu de mes recherches mathématiques sur la dégénérescence et la vitalité des photorécepteurs au niveau cellulaire et moléculaire, ainsi que sur les interactions et les mécanismes de rétroaction au sein de ces niveaux et entre eux. La modélisation mathématique a été utilisée pour étudier divers sujets biologiques allant du repliement des protéines aux interactions cellulaires en passant par les populations humaines en interaction, mais elle n'a été utilisée que récemment pour étudier la dégénérescence des photorécepteurs, qui se produit dans la dégénérescence maculaire liée à l'âge (DMLA) et la rétinite pigmentaire (RP). De nombreuses maladies différentes peuvent entraîner la cécité, mais celles qui résultent de la dégénérescence des photorécepteurs constituent la plus grande menace, car il n'existe aucun remède. Les expériences informatiques (in silico) dans ce domaine ont donné aux chercheurs des indications précieuses pour atténuer la cécité et, dans certains cas, ont réorienté la recherche expérimentale. Mes modèles mathématiques, souvent développés en collaboration avec des chercheurs expérimentaux et/ou leurs données, étudient la mort et le sauvetage des photorécepteurs observés expérimentalement dans la dégénérescence rétinienne, ainsi que les voies métaboliques complexes et interdépendantes dans les cônes. Les systèmes dynamiques, le contrôle optimal, l'incertitude et l'analyse de sensibilité ainsi que les expériences in silico sont utilisés pour analyser ces systèmes d'équations différentielles non linéaires. Ce travail met en évidence l'équilibre délicat de nombreux aspects du système photorécepteur, y compris les processus de rétroaction interdépendants et interconnectés modulés par le métabolisme des cônes et affectant celui-ci. Mon travail fournit un cadre pour de futures recherches physiologiques qui pourraient conduire à des interventions et des thérapies ciblées à long terme et à facettes multiples.

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