Imaginez que demain votre jumeau numérique puisse prendre votre place sur la table d'opération pour que le chirurgien puisse s'assurer que l'opération qu'il s'apprête à pratiquer aura bien les effets escomptés. Ou que votre double numérique permette de simuler votre réaction à un médicament ou un traitement afin d’anticiper les éventuels effets secondaires. La bonne nouvelle c’est que cette vision, qui relève presque de la science-fiction, est en train de devenir réalité. Aussi appelé « digital twin », les jumeaux numériques sont des modèles virtuels d’un patient qui, grâce à l’intelligence artificielle et la technologie d’apprentissage automatique, sont développés sur la base d’informations propres à la santé du patient. Une technologie révolutionnaire qui pourrait bien vous sauver la vie, et mettre fin à l’expérimentation animale par la même occasion.
La technologie du jumeau numérique permet tout d’abord de créer virtuellement des corps entiers ou des organes d’un être humain, avec la possibilité de les personnaliser pour qu’ils reflètent au mieux les particularités propres de chaque patient. Ceci permet aux médecins de comprendre la progression d’une maladie et de faire des simulations pour prédire la réaction d’un patient à un médicament ou à un dispositif médical, estimant ainsi les chances de réussite du traitement. Actuellement, les personnes présentant les mêmes symptômes reçoivent les mêmes médicaments ou thérapies. Mais tous les patients ne réagissent pas de la même manière à un même traitement. En simulant le traitement sur un jumeau numérique, il est possible d’estimer quelle solution fonctionnera le mieux pour chaque patient. Dans cet esprit, Siemens Healthineers a récemment mis au point un jumeau numérique du cœur à partir des données de patients. Cela leur permet de simuler la réaction du cœur réel de chaque patient à une procédure de resynchronisation cardiaque. FEops, un spin-off de l’université de Gent, a développé la plateforme Heartguide dans laquelle des copies virtuelles du cœur sont créées à partir de scans du patient afin de permettre aux médecins de prédire avec plus de précision les résultats des interventions cardiaques structurelles. La start-up française Anatoscope propose aux prothésistes de construire un jumeau numérique du patient afin de simuler et de calculer précisément l’angle et la forme qu’il faudra donner à une prothèse.
Les jumeaux numériques permettent également d’anticiper le déroulement et les résultats d’une intervention chirurgicale. Grâce à cette technologie de pointe, l’équipe médicale peut se préparer au mieux en prédisant la meilleure façon de réaliser une chirurgie sur un patient, ainsi que les erreurs susceptibles de se produire pendant l’intervention. C’est le cas par exemple de l’hôpital pédiatrique de Boston, où le chef de service en charge de la chirurgie pédiatrique utilise un jumeau numérique du coeur pour tester différentes manières d’intervenir et déterminer la meilleure approche avant de réaliser la chirurgie “réelle” sur des enfants ayant des malformations congénitales. A l’aide des jumeaux numériques, les chirurgiens peuvent aussi expliquer visuellement l’opération pour aider les patients à mieux comprendre ce qui se passera pendant l‘intervention.
Une autre application prometteuse est le suivi des patients en temps réel et la simulation d’analyses prédictives. En identifiant rapidement les changements dans les paramètres de santé du patient, tels que la fréquence cardiaque ou la température corporelle, il est possible de détecter les symptômes d’une pathologie à un stade précoce, ou de prédire l’apparition d’une infection ou d’une inflammation, voir même d’une maladie potentiellement mortelle.
Enfin, l’utilisation de ces modèles numériques proches de la réalité peut aider les chercheurs à mieux comprendre le fonctionnement d’une maladie humaine ou d’un processus biologique. Par exemple, les chercheurs du projet SimbiotX à l’Institut national de recherche en sciences et technologies du numérique (Inria) développent un modèle de foie virtuel personnalisé pour mieux en comprendre le fonctionnement. Les jumeaux numériques permettent également de tester un nouveau médicament ou dispositif médical ce qui permettrait non seulement de remplacer l’utilisation d’animaux dans la recherche médicale, mais aussi de fortement réduire le nombre de « vrais » patients pendant les essais cliniques. C’est ce que propose la société Unlearn par exemple.
La liste des avantages de l’utilisation des jumeaux numériques dans le domaine de la santé et de la recherche est déjà impressionnante et s’allonge de jour en jour. Cette technologie permet, entre autres, de créer un modèle virtuel du patient afin d’évaluer des scénarios thérapeutiques et de proposer des soins médicaux personnalisés, de faciliter la sélection des procédures chirurgicales les plus appropriées et de guider le geste du chirurgien, d'anticiper l’apparition d’une infection ou maladie, et de promouvoir une recherche centrée l’homme plutôt que sur l’animal. La question n’est donc plus de savoir si les jumeaux numériques pourraient remplacer complètement l'utilisation d’animaux dans la recherche médicale, mais quand.