Computer methods for the in virtuo experimentation of biochemical kinetics. Application to the blood coagulation system.

Méthodes informatiques pour l'expérimentation in virtuo de la cinétique biochimique. Application à la coagulation du sang.

Sébastien Kerdelo (1)

1 LISYC - Laboratoire d'Informatique des Systèmes Complexes

Virtual Reality offers a new method for complex biological systems investigation : the in virtuo experimentation. The modelisation of such systems needs the modelisation of biochemical kinetics. In this context, we defend the thesis that one can experiment in virtuo the biochemical kinetics of a complex biological system using a multiagent system (MAS) scheduled by the asynchronous and chaotic iterations scheme. There are three views of biochemical kinetics : macroscopic, mesoscopic and microscopic. We thus propose two MAS that simulate biochemical kinetics respectively on the macroscopic scale and on the microscopic scale. These are illustrated on the example of the blood coagulation system. The first is applied on the prothrombin time test, while the second is used in order to reproduce prothrombin activation.

La Réalité Virtuelle propose un nouvel outil d'investigation des systèmes biologiques complexes : l'expérimentation in virtuo. La modélisation de tels systèmes implique nécessairement celle de la cinétique de réactions biochimiques. Dans ce contexte, nous soutenons la thèse qu'il est possible d'expérimenter in virtuo la cinétique biochimique d'un système biologique complexe par des systèmes multi-agents (SMA) ordonnancés sur la base d'itérations asynchrones et chaotiques. Cette cinétique peut être abordée selon trois échelles de modélisation : macroscopique, mésoscopique et microscopique. Ainsi, nous proposons d'abord un SMA capable de simuler cette dernière à l'échelle macroscopique. Nous proposons ensuite un SMA pour la cinétique à l'échelle microscopique. Afin d'illustrer ces modèles, nous les appliquons à l'exemple de la coagulation du sang. Le modèle macroscopique est illustré sur le test du temps de Quick, tandis que le modèle microscopique est appliqué à la réaction d'activation de la prothrombine en thrombine.

Mots clés: virtual reality; multiagent systems; biochemical kinetics; blood coagulation

Mots clés: réalité virtuelle; systèmes multi-agents; cinétique biochimique; coagulation du sang

Domaines: Modélisation et simulation

Sébastien Kerdelo. Méthodes informatiques pour l'expérimentation in virtuo de la cinétique biochimique. Application à la coagulation du sang.. Modélisation et simulation. Université Rennes 1, 2006. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00012117⟩