Chaire Modélisation Mathématique et Biodiversité

Rencontre de la chaire

6 mai 2024 matin

Amphi Rouelle (bâtiment de la baleine - plan d'accès)

(Museum National d'Histoire Naturelle).

Programme:

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Abstract de T. Aubier:

La spéciation est le processus par lequel de nouvelles espèces émergent et repose sur l'accumulation de barrières d'isolement reproductif entre les futures espèces. L'évolution à l'échelle micro-évolutive peut conduire à l'établissement de telles barrières, de sorte que la présence d'une barrière peut affecter l'évolution d'autres barrières. En particulier, il est désormais admis que la présence de barrières d'isolement reproductif peut favoriser l'évolution d'autres barrières ; c'est ce que l'on appelle le couplage. Ce couplage positif entre barrières peut potentiellement constituer un processus majeur conduisant à la spéciation. Cependant, sur la base de l'analyse de modèles de génétique des populations, je montrerai au cours de cette présentation qu'il peut exister des situations où la présence d'une barrière inhibe l'établissement d'autres barrières, conduisant ainsi à un couplage "négatif" qui réduit l'isolement reproductif.

Abstract de B. Laroche:

La santé et la physiologie humaines sont profondément influencées par les interactions entre les cellules humaines et le microbiote intestinal. Celui-ci joue un rôle crucial dans le développement de l'immunité de l'hôte, la digestion des aliments, la régulation des fonctions endocriniennes et neurologiques de l'intestin, tout en offrant une protection contre les pathogènes extérieurs et en contrôlant les pathobiontes.
Chez les mammifères, cette interaction entre l'hôte et le microbiote est essentiellement régulée au niveau des cryptes intestinales : par exemple, le renouvellement des cellules épithéliales est directement influencé par les métabolites produits par le microbiote. À l'inverse, les colonocytes favorisent une hypoxie dans l'intestin, ce qui bénéficie aux bactéries anaérobies prédominantes dans le microbiote intestinal. Les variations des conditions environnementales, comme les maladies ou les régimes alimentaires, jouent un rôle crucial dans la modulation de ces interactions, influençant la composition et la fonctionnalité du microbiote. Des stratégies écologiques permettant aux pathogènes et aux pathobiontes de tirer parti des perturbations pour déjouer les défenses de l'hôte et son effet barrière ont également été observées.
L’exposé présentera les modèles et l’exploitation de données que nous avons développés pour étudier ces interactions complexes et discutera des nombreux défis qui restent à relever.

Abstract de G. Raoul:

Nous considérons deux traitements (typiquement des antibiotiques), A et B, et une population de pathogènes où différents types sont présents. Plus précisément, la population de pathogènes est composée de résistants simples (type "a", résistants au traitement A et type "b", résistant au traitement B), ainsi que d'un type de pathogènes multi-résistant, qui résistent à tous les traitements.

Pour réduire la taille de ces populations de pathogènes, une stratégie efficace est d'alterner les traitements: une bande traitée par le traitement A est suivi par une bande traitée par B. Réduire la largeur des bandes de traitement, et donc une alternance plus rapide des deux types de traitements, permet de réduire la taille des populations de résistants simples et de ralentir leur propagation. Ces stratégies peuvent cependant favoriser l'émergence de pathogènes multi-résistants, qui peuvent poser de gros problèmes.

A l'aide de modèles EDP, nous discutons la diversité des pathogènes dans les populations vivant dans cet environnement hétérogène, en avant du front de propagation ou une fois que la population de pathogène est stabilisée. Nous considérons ensuite des modèles stochastiques qui nous permettent de considérer l'impact de la taille fini des populations réelles. Le résultat principale de cette étude est que l'émergence de multi-résistance est favorisée par la propagation spatiale de la population de pathogènes.

Ce travail a été réalisé en collaboration avec Matthieu Alfaro, Quentin Griette et Sylvain Gandon.