INTERACTION

Les maladies cardiovasculaires sont la principale cause de mortalité dans les pays développés, la mort subite cardiaque (MSC) résultant souvent de la survenue d’une arythmie ventriculaire soutenue, qu’il s’agisse d’une tachycardie ventriculaire (TV) ou d’une fibrillation ventriculaire (FV). Les méthodes actuelles de stratification du risque de MSC, notamment l’évaluation de la fraction d’éjection ventriculaire gauche (FEVG), ont une sensibilité et une spécificité limitées.

Le projet INTERACTION vise à développer un modèle génératif d’IA multimodal du système cardiovasculaire pour mieux prédire le risque de MSC chez les patients qui présentent une cardiopathie ischémique avec antécédent d’infarctus myocardique. Ce projet répond aux limites des méthodes actuelles d’évaluation du risque de MSC basées sur des approches unimodales et au besoin de scores de risque multiparamétriques combinant des marqueurs de risque structurels et électriques.

Le projet INTERACTION s’appuiera sur les résultats préliminaires des partenaires, incluant des jumeaux numériques basés sur la connaissance physiologique et une étude pilote d’association pangénomique (GWAS) qui a révélé des variants génétiques significatifs associés au risque de MSC chez les patients atteints de cardiomyopathie sévère. Le projet exploitera également les données de l’essai clinique SMART-DEF, qui vise à évaluer le pouvoir prédictif des biomarqueurs basés sur l’imagerie chez les patients avec antécédent d’infarctus du myocarde et FEVG basse.

Le projet est divisé en cinq ‘‘work-packages’’ :

1) Gestion de l’essai clinique : Obtention de l’approbation éthique pour les modifications substantielles de l’étude SMART-DEF et gestion des tâches supplémentaires pour l’étude ancillaire.

2) Identification de variants communs exploitables pour stratifier le risque de MSC chez les patients atteints de cardiopathie ischémique : Élargissement de l’étude GWAS et analyses de sous-groupes pour découvrir des marqueurs génétiques associés à divers biomarqueurs. Cela impliquera la mise en œuvre d’un Score de Risque Polygénique (PRS) pour la stratification du risque de TV / FV.

3) Apprentissage de représentation multimodale : Développement d’une méthode de fusion d’informations provenant de multiples modalités, incluant données cliniques, génétiques, signaux ECG et images médicales. Cela impliquera l’utilisation d’architectures d’IA avancées comme les modèles MAMBA et l’entraînement sur des grandes bases de données comme UK Biobank.

4) Phénotypage de la base de données SMART-DEF : Application de la représentation multimodale pour mieux caractériser la population SMART-DEF, utilisation d’approches de clustering pour extraire des sous-groupes indicatifs des risques à long terme.

5) Jumeaux numériques et explicabilité : Lien entre la représentation multimodale avec un jumeau numérique cardiaque basé sur des connaissances physiologiques du LTSI, en utilisant une méthodologie basée sur les graphes pour étudier la stratification du risque de TV / FV chez les patients avec antécédents d’infarctus myocardique.

Le principal résultat du projet INTERACTION sera un jumeau numérique IA multimodal du système cardiovasculaire « piloté par les données », fusionnant des informations couramment acquises en pratique clinique. Ce modèle pourrait être utile pour générer des modalités manquantes dans les essais cliniques rétrospectifs et développer des méthodologies pour une meilleure introspection des modèles « pilotés par les données ».

Le projet implique une équipe diversifiée d’experts, comprenant des cardiologues (Prof de Chillou), des gestionnaires d’essais cliniques, des généticiens (Dr Barc), et des chercheurs spécialisés en traitement du signal, traitement d’images et apprentissage automatique (Dr Oster, Dr Karfoul, Dr Kachenoura, Dr Yochum) et de jumeaux numériques (Dr. Le Rolle et Dr. Hernandez).

En combinant des études génétiques à grande échelle, des techniques d’imagerie avancées et des méthodologies d’IA innovantes, le projet INTERACTION vise à améliorer significativement la stratification des risques de mort subite cardiaque et à faire progresser notre compréhension des mécanismes des maladies cardiovasculaires.