Modélisation de l'infection par le VIH, identification et aide au diagnostic

• Auteur / Autrice : Djomangan Adama Ouattara
• Direction : Claude Moog
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique et informatique appliquée
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences et technologies de l'information et des matériaux (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Centrale Nantes (1991-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Systèmes dynamiques

Modèles mathématiques

Infections à VIH

Résumé

Les patients infectés par le VIH se voient proposer des traitements anti-viraux lourds (avec des effets secondaires handicapants) qui sont destinés à être mis en place à vie. Les différentes souches de virus, les mutations, les résistances ou tout simplement les spécificités de chaque patient conduisent parfois à interrompre ou à modifier le traitement après quelques semaines d'observation. Ce travail de thèse s'inscrit dans une thématique pluridisciplinaire et son objectif a été d'étudier la modélisation mathématique de l'évolution de l'infection VIH/SIDA pour une aide précoce au diagnostic clinique. Notre approche consiste à modéliser l'évolution des dynamiques de l'infection – essentiellement la dynamique de la charge virale, du taux de CD4 et de CD8 – dans le but de prédire son évolution. Cette odélisation met en jeu plusieurs paramètres (liés à la virulence du virus et à l'état du système immunitaire du malade) qui nous permettent d'interpréter et de caractériser certains phénomènes encore mal connus de l'infection. Ce rapport présente donc l'identification (l'estimation) de ces paramètres à partir des mesures cliniques standard (à savoir la charge virale, le taux de CD4 et de CD8), ainsi que la manière dont ces paramètres peuvent être utilisés pour l'aide à la prise en charge thérapeutique du malade. D'un point de vue technique, il a fallu développer des méthodes d'identification ad hoc qui permettent de calculer les paramètres de l'infection à partir d'un faible nombre de mesures. Les résultats obtenus – grâce à un essai clinique mis en place par le CHU de Nantes – montrent que les patients en échec thérapeutique, peuvent être précocement détectés par l'analyse mathématique de leurs paramètres respectifs. Ce rapport présente dans un premier temps la modélisation de l'infection VIH, avec un aperçu des modèles standard qui existent ainsi que deux nouveaux modèles que nous avons introduits pour le besoin de cette étude. Ensuite, l'identifiabilité des systèmes dynamiques en temps continu et discret y est présentée. Nous montrons que les modèles étudiés sont identifiables à partir des données cliniques usuelles Enfin, nous présentons l'identification des paramètres des modèles à partir des données cliniques et son application à l'aide au diagnostic clinique.