D’une manière générale, le terme de jumeau numérique (ou jumeau virtuel, ou patient virtuel) signifie que l’on construit un modèle numérique qui reconstitue fidèlement une réalité physique : un objet, une opération ou un système.
Ces techniques font appel à l’analyse de données, l’intelligence artificielle, l’apprentissage automatique, pour créer de véritables simulations numériques. De nombreuses utilisations en sont faites dans le monde industriel.
En biologie, d’ores-et-déjà, de nombreuses applications ont été développées, qui permettent d’analyser des situations difficiles à étudier expérimentalement (pharmacologie chez la femme enceinte pour prédire notamment l’exposition du foetus à des médicaments, maladies rares pour lesquelles il est souvent difficile de réaliser un essai clinique…), de multiplier les possibilités de simulation de progression d’une maladie, de remplacer l’utilisation d’animaux dans des applications courantes.
Il s’agit de représenter un système numériquement, en mettant en évidence ses composantes et les interactions entre celles-ci. De tels modèles permettent de décrire le système, de prédire son évolution de façon spontanée ou sous l’effet de l’administration de produits. Les jumeaux numériques sont en effet d’un apport majeur pour évaluer l’efficacité et l’innocuité de candidats médicaments en prenant en compte l’hétérogénéité des patients (que l’on peut approcher à partir de données de profilage moléculaire multiomique).
La société française Dassault Systèmes est en pointe sur ce sujet dans le secteur industriel, et dans la santé, a commencé à modéliser le coeur humain dès 2014. La société, pour développer ces méthodes dans d’autres domaines de la santé, s’est associée à plusieurs partenaires académiques et privés dans le cadre du projet MEDITWIN, qui vise à créer une expérience globale destinée aux médecins comme aux patients, à travers le croisement de différentes spécialités, pathologies et traitements. Seront développés des jumeaux virtuels personnalisés d’organes, processus métaboliques ou de cellules cancéreuses, qui permettront aux médecins de simuler des scénarios de soin pour chaque patient, d’améliorer la précision du diagnostic et du traitement. MEDITWIN est soutenu par le plan d’investissement France 2030.
Le FC3R a organisé un webinaire sur l’apport des jumeaux numériques dans l’étude et le traitement des maladies immunitaires le 6 février 2025 : replay ici des trois interventions :
- Jumeaux numériques et médecine de précision appliquée aux maladies du système immunitaire (P. Moingeon)
- Construire un jumeau numérique pour la polyarthrite rhumatoïde – Science ou science-fiction ? (A. Niarakis)
- Modélisation des réponses vaccinales (A-S. Beignon et V. Deman)
L’Ecole Polytechnique a organisé le 11 juin 2024 un séminaire « Jumeau numérique : le partenaire idéal en matière de prévention », avec les interventions de :
- Stanley Durrleman, Fondateur & CEO de la start-up Qairnel, Chercheur Inria, Institut du Cerveau – Paris Brain Institute
- Claire Biot, Vice-présidente Sciences du vivant et Industries de santé, Dassault Systèmes
- Pr Abdul Barakat, Co-directeur du Centre interdisciplinaire Engineering for Health (E4H), Directeur de recherche École Polytechnique, Institut Polytechnique de Paris
