MIGAD - Modélisation de l’absorption intestinale de glucose dans le diabète

Coordinateur : Monsieur Cédric Lhoussaine CRIStAL

Équipe : BioComputing du Groupe Thématique : MSV.

Dates : 09/2021 - 2026

Résumé :

Le diabète de type 2 (DT2) est la principale épidémie de ce siècle. Une hypothèse récente de la recherche médicale est qu’une cause importante du diabète de type 2 pourrait être liée à la régulation anormale de l’absorption du glucose dans l’intestin grêle.
L’objectif de ce projet est d’étudier la contribution relative de chaque mécanisme de régulation de la réponse postprandiale au glucose, avec un accent particulier sur le mécanisme d’absorption intestinale du glucose. En effet, malgré de nombreuses observations expérimentales, cette question reste peu étudiée. Nous considérerons aussi les niveaux physiologiques du corps entier ainsi que le niveau cellulaire. Nous adopterons une approche de biologie systémique basée sur des modèles formels enrichis par des expériences en laboratoire. Contrairement à tous les modèles déjà disponibles et définis au moyen d’équations différentielles, nous proposerons des réseaux de réactions. Il s’agit de méta-modèles qui ajoutent une structure de graphe aux équations différentielles et permettent une plus grande variété de méthodes d’analyse. Nous étudierons également de nouvelles méthodes d’analyse des réseaux de réactions pour les aspects liés à la réponse postprandiale et au diabète. L’espoir est d’améliorer l’identification des causes du DT2 et, à plus long terme, la prédiction des thérapies appropriées.

Abstract :

Type 2 Diabetes (T2D) is the main epidemic of this century. A recent hypothesis of medical research is that an important cause of T2D may be the abnormal regulation of glucose absorption in the small intestine.
The objective of the present project is to investigate the relative contribution of each regulatory mechanism in the postprandial glucose response, with a particular focus on the mechanism of intestinal glucose absorption. Indeed, despite of many experimental observations, this question remains poorly investigated. Both whole-body physiological and cellular level will be considered. We will adopt a systems biology approach based on formal computational models enhanced by wet-lab experiments. Unlike all the models already available and defined by means of differential equations, we will propose to work with reaction networks. Those are metamodels that add a graph structure to ordinary differential equations (ODEs) and allow for a wider range of analysis methods from computational systems biology. We will also study novel analysis methods for reaction networks able to deal with aspects of postprandial glucose response and diabetes. The hope is to improve the identification of the causes of T2D and, in the longer run, the prediction of appropriate therapies based on reaction networks.