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collaborationLUNDI 19 SEPTEMBRE 2016
Stéthoscope ou algorithme, même combat
Le partenariat entre médecins et ingénieurs donne naissance à de nouveaux métiers et à des thérapies novatrices.
Par Julien Calligaro

Lorsque Idris Guessous évoque son groupe de travail, il n’hésite pas à le comparer à une famille. «A la création de GIRAPH (Geographic Information Research and Analysis in Public Health), en 2013, mon collègue Stéphane Joost et moi-même formions un couple scientifique, raconte le médecin et épidémiologue. La famille s’est ensuite agrandie et se compose aujourd’hui également d’enfants et d’amis que sont les étudiants et les collaborateurs.» La particularité de ce tandem? L’un est médecin agréé à la Policlinique médicale universitaire de Lausanne et l’autre est spécialiste des systèmes d’information géographique à l’EPFL.

Cet exemple n’est pas un cas isolé: aujourd’hui, médecine et ingénierie collaborent de plus en plus pour innover. Piergiorgio Tozzi travaille depuis dix-huit ans avec des ingénieurs. Ce médecin associé au Service de chirurgie cardiaque du CHUV a conçu avec ces derniers un dispositif médical pour améliorer le traitement chirurgical de l’insuffisance de la valve mitrale — une petite structure du cœur qui évite le reflux du sang du ventricule gauche vers l’oreillette gauche. Après quatre ans de développement, le praticien espère l’implanter chez un patient pour la première fois cette année.

Deux langues différentes

Certains prérequis sont nécessaires pour qu’une collaboration soit réussie: «La passion, la curiosité et l’ouverture d’esprit», indique Piergiorgio Tozzi. Cela ne garantit pourtant pas que tout se passe à merveille. Selon le chirurgien cardiaque, «ingénieurs et médecins parlent deux langues différentes. Le monde des premiers est précis et fait de certitudes, tandis que celui des seconds est rempli de rebondissements.» Une différence qui peut compliquer la discussion, en tout cas les premiers temps. Mais qui est facilement surmontable: «Le tout est d’être patient et diplomate», sourit le spécialiste.

Pour avoir côtoyé les deux corps de métiers, Jacques Fellay admet qu’il existe «une distance naturelle entre la médecine et les sciences de l’ingénieur. Il y a pourtant aujourd’hui une nécessité à la raccourcir, car les bénéfices à en tirer pour les patients sont immenses: de grandes innovations naîtront de ces collaborations.» Ce chercheur en génomique à l’EPFL est au cœur de ce mariage: infectiologue de formation, il a rejoint l’école polytechnique lausannoise en 2011 et travaille en contact direct avec des ingénieurs en science et technologie de l’information. Ensemble, ils cherchent à cartographier le génome humain pour déterminer si des différences en son sein influencent les réponses du corps face à des infections. Il garde aujourd’hui un poste à 10% au CHUV, ce qui lui permet d’être au carrefour des deux mondes. Jacques Fellay pratique une recherche dite «translationnelle», qui vise à traduire les découvertes de laboratoire en applications concrètes au bénéfice des patients.

Le chirurgien cardiaque Piergiorgio Tozzi est formel: sa science ne peut plus se passer de ces interactions. «Lorsque les médecins cernent un problème ’sur le terrain’, ils peuvent demander l’aide des ingénieurs pour développer une solution à ce problème.» L’avantage est double: les praticiens fournissent l’idée aux ingénieurs, tandis que ces derniers la mettent en application. «Ils trouvent d’ailleurs très gratifiant de travailler sur des données de santé», ajoute l’épidémiologue Idriss Guessous.

Pas seulement les médecins

Ces alliances sont la plupart du temps le fruit du hasard. Médecins et ingénieurs se côtoient lors de colloques ou de semestres d’études à l’étranger — notamment aux Etats-Unis, où les étudiants en médecine font de la recherche translationnelle directement dans les services cliniques pour leur travail de thèse et s’aperçoivent qu’il existe des synergies entre les deux approches. Quelques praticiens sont aussi directement abordés par des ingénieurs désireux de trouver une application clinique à leurs produits.

C’est ce qui est arrivé à l’ergothérapeute Julien Moncharmont, qui a été contacté par Andrea Biasiucci, ingénieur biomédical et cofondateur de la spin-off de l’EPFL Intento. Ensemble, ils ont développé une technologie de stimulation électrique fonctionnelle pour des patients hémiplégiques. «Il s’agit d’électrodes placées sur le bras qui créent une série de contractions, permettant de reproduire le mouvement fonctionnel du membre (par exemple saisir et lâcher un verre), explique Julien Moncharmont. Grâce à cette technique, les patients atteints d’une hémiplégie chronique ont un espoir de pouvoir bouger leur bras et de l’utiliser dans leurs activités quotidiennes.» Le projet pilote a été mené l’automne dernier sur une douzaine de patients et les résultats sont considérés comme concluants.

Une expansion rapide

En pleine explosion aujourd’hui, le rapprochement entre médecine, soins et ingénierie n’est toutefois pas une tendance nouvelle. «Dès l’Antiquité, des techniciens développaient des procédés se rapprochant de l’ingénierie pour le domaine médical, notamment des prothèses orthopédiques, explique Vincent Barras, historien de la médecine au CHUV. C’est pourtant seulement à la fin du XIXe siècle que cette coopération est devenue explicite, lorsque les médecins sont allés au contact du personnel de type ingénieur afin de développer de nouvelles techniques.» Les radiologues collaborent par exemple depuis 1899 — date à laquelle les rayons X ont été découverts — avec des physiciens. Le rôle de ces derniers est bien établi: ils sont responsables des aspects techniques concernant la production et l’utilisation des rayonnements ionisants dans le but d’assurer la sécurité du patient et du personnel. «Nous assistons pourtant aujourd’hui à la généralisation de ce phénomène», constate Jacques Fellay.

Les nouveaux spécialistes nés de la fusion entre technologie et médecine deviendront indispensables aux généralistes. «Bio-ingénieurs ou bio-informaticiens seront bientôt des acteurs incontournables de notre système de santé», assure Jacques Fellay. Une interaction entre chercheurs et praticiens d’autant plus essentielle que l’arrivée des nouvelles technologies modifie la façon de travailler des médecins: certaines entités — notamment celle de l’épidémiologue Idris Guessous — ont d’ailleurs déjà intégré des spécialistes en programmation ou en santé digitale au sein de leur équipe.
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ENCADRES

Encourager les collaborations

Pour soutenir la coopération entre plusieurs groupes menant des recherches interdisciplinaires, le Fonds national suisse (FNS) possède un programme de recherche nommé Sinergia. En 2015, le FNS a financé 42 nouveaux projets Sinergia pour un total de 63,8 millions de francs. 26% des requêtes soumises (126 au total) concernaient les domaines des mathématiques, des sciences naturelles et de l’ingénierie, et 54% ceux de la biologie et de la médecine.

La formation supérieure met également en avant ce mariage des sciences. Les hautes écoles de Bâle, du Tessin et de Zurich ont d’ailleurs décidé de s’associer pour ouvrir une nouvelle filière d’études en médecine dès 2017. Les étudiants effectueront leur bachelor à l’ETH Zurich et leur Master en médecine dans l’une des universités partenaires. Ils pourront notamment se spécialiser en informatique médicale ou en imagerie biomédicale. Du côté de l’Université de Lausanne (UNIL), une passerelle entre les filières Biologie/Bio-ingénierie et la Médecine existe depuis 2012. «Nous avons l’intention de la renforcer, indique Giorgio Zanetti, directeur de l’Ecole de médecine de l’UNIL. Cela permettra une meilleure intégration des compétences dont nous avons besoin.»
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Ces nouveaux métiers, entre ingénierie et médecine

Ingénieur biotech
Sa mission est d’inventer de nouvelles matières, énergies ou bactéries pour des industries œuvrant dans le domaine chimique, agroalimentaire ou encore pharmaceutique. Ses inventions doivent apporter des solutions à des problèmes techniques liés à la conception ou à la réalisation de produits.

Spécialiste en santé digitale
Il contribue au développement de nouvelles technologies numériques au service de la santé. Elles doivent permettre aux individus de mieux connaître et gérer leurs données médicales et offrir aux professionnels la possibilité de personnaliser les traitements et rendre les soins plus efficaces.

Bio-éthicien
Il étudie les questions morales qui se posent dans le cadre du développement de nouvelles pratiques médicales. Dans un hôpital, il pourra être chargé de déterminer la capacité d’un patient à faire un choix éclairé. S’il travaille pour un gouvernement ou une ONG, il tentera de favoriser la mise en place de politiques de santé éthiques.

Développeur de nouveaux appareils médicaux
Son rôle consiste à imaginer des dispositifs ou des instruments innovants qui permettront d’améliorer ou de simplifier les procédures médicales. Ses inventions doivent servir à prévenir ou traiter des affections et des maladies. Il pourra par exemple concevoir les robots médicaux de demain.

Bio-informaticien
Il conçoit des logiciels qui aideront à développer des médicaments, à améliorer le contrôle qualité dans l’agroalimentaire ou encore à préserver la biodiversité. Il doit décrypter les attentes des chercheurs et les traduire sur le plan informatique, par exemple en modélisant des structures de protéines ou en annotant des génomes.

Développeur de nouvelles technologies de diagnostic
Il est chargé de concevoir des techniques qui donneront l’opportunité de diagnostiquer de nouvelles pathologies ou simplifieront les recherches pour reconnaître certaines maladies. A titre d’exemple, il pourrait s’attacher à trouver des solutions pour dépister à moindres coûts certains maux qui touchent les pays pauvres.
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CHIFFRES

A Lausanne, les ponts sont multiples entre l’hôpital universitaire et l’école polytechnique.

434 études scientifiques signées par des chercheurs issus des deux institutions ont été publiées entre 2011 et 2015.

18 brevets ont été déposés en 2015 par la Faculté des Sciences de la vie de l’EPFL. 5 start-up ont aussi été créées et 7 licences ont été accordées.

1007 étudiants étaient inscrits à la Faculté des Sciences de la vie de l’école polytechnique en 2015. Ils étaient 364 en 2005.

300 millions de francs suisses seront attribués ces trente prochaines années au Ludwig Institute for Cancer Research de Lausanne. Le CHUV, l’EPFL et l’UNIL collaborent au sein de cet institut, qui mène des recherches contre le cancer.
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Une version de cet article est parue dans In Vivo magazine (no 9).

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