Un supercalculateur d'IA stimule la recherche sur la santé des femmes
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Des chercheurs de la DTU et de l'hôpital Amager Hvidovre ont eu accès au superordinateur Gefion, où ils chargent des données provenant de 3 000 images utérines en 3D pour utiliser l'ordinateur afin de proposer de nouvelles formes de diagnostic et de traitement, entre autres, de l'endométriose, une maladie dans laquelle la muqueuse utérine continue de se développer dans l'utérus, provoquant des douleurs et pouvant conduire à une infertilité involontaire.
Le système de santé manque de connaissances sur les maladies féminines et leur traitement. Une nouvelle collaboration entre le Centre danois d'innovation en IA (DCAI), des ingénieurs de la DTU et des médecins des hôpitaux d'Amager et de Hvidovre permettra d'accélérer la recherche sur la santé des femmes. Ces recherches seront menées dans le cadre de l'hôpital universitaire technique du Grand Copenhague (TUH).
« Nous disposons de l'un des ensembles de données les plus vastes et les plus uniques au monde sur la santé des femmes, et désormais, grâce à la puissance de calcul de Gefion, nous sommes prêts à exploiter tout son potentiel », déclare David Westergaard, professeur associé à la DTU et responsable de la science des données au département de gynécologie et d'obstétrique de l'hôpital d'Amager et de Hvidovre, qui fait partie de la TUH.
La santé des femmes est un domaine de recherche complexe
Grâce à l'accès aux capacités d'IA de Gefion, les chercheurs peuvent effectuer des analyses à grande échelle de données comportant plusieurs couches d'informations, telles que l'imagerie diagnostique, les analyses génétiques, les études de composition des protéines dans les cellules, les échantillons de biobanques et les dossiers cliniques des patients collectés au fil des décennies.
La grande quantité de données provient d'études sur les cycles menstruels des femmes, les changements dans les bactéries intestinales, l'infertilité, les complications de la grossesse, l'endométriose et l'adénomyose, des maladies dans lesquelles des tissus similaires à la muqueuse de l'utérus se développent à l'intérieur ou à l'extérieur de l'utérus, affectant des millions de femmes dans le monde mais encore mal comprises.
« La santé des femmes est un domaine de recherche incroyablement complexe, car il est très dynamique et a toujours été mal compris. Nous sommes confrontés à des états hormonaux et à des changements physiologiques en constante évolution que la plupart des chercheurs en médecine ont ignorés ou traités comme des parasites à filtrer, plutôt que comme des éléments de biologie fondamentale à comprendre », explique Westergaard.
« Gefion nous permet de passer de l'analyse d'ensembles de données individuels à leur intégration de nouvelles façons, en exécutant en quelques minutes des modèles sophistiqués qui prendraient autrement des jours ou des semaines. »
David Westergaard et les chercheurs de l'hôpital d'Amager et Hvidovre sont déjà occupés à charger les données de 10 000 à 15 000 femmes qui ont participé à divers projets au département de gynécologie et d'obstétrique de l'hôpital d'Amager et Hvidovre entre 2019 et 2025.
Les ingénieurs apportent de nouvelles connaissances sur les mécanismes biologiques
Karina Banasik, professeure associée à la DTU et responsable de la recherche fondamentale au département de gynécologie et d'obstétrique de l'hôpital d'Amager et Hvidovre, ajoute que le fait que les chercheurs travaillent à l'hôpital est d'une grande importance.
« La collaboration dans un environnement de recherche hospitalière crée une synergie où les connaissances cliniques rencontrent l'expertise fondée sur les données. Cela nous permet de mieux comprendre les mécanismes biologiques en jeu : comment fonctionne la biologie sous-jacente et, par conséquent, comment nous pourrons mieux prévenir, diagnostiquer et traiter diverses pathologies à l'avenir », explique Karina Banasik.
Un superordinateur réduit le manque de connaissances sur les maladies féminines
La professeure Henriette Svarre Nielsen, médecin-chef au département de gynécologie et d'obstétrique de l'hôpital d'Amager et Hvidovre et professeure d'obstétrique et de gynécologie à l'Université de Copenhague, dirige l'utilisation du supercalculateur Gefion dans le cadre des projets de recherche. Elle confirme que les femmes sont exclues des essais cliniques depuis des décennies et qu'une grande partie des connaissances actuelles en biologie et en médecine repose sur des modèles humains et murins mâles.
« Cela signifie qu'en 2025, nous manquerons toujours de connaissances fondamentales sur les fonctions du corps féminin et ses réponses au traitement, mais c'est précisément ce que nous changeons maintenant avec l'aide de Gefion », explique Henriette Svarre Nielsen.
Selon Nadia Carlsten, PDG du DCAI, la recherche sur la santé et les maladies des femmes s'inscrit dans les objectifs du centre qui visent à fournir une infrastructure d'IA avancée aux chercheurs confrontés à des défis de santé complexes.
« Nous sommes fiers de soutenir cette équipe talentueuse dans sa mission de combler le manque de connaissances en matière de santé des femmes et de réaliser des recherches qui ont un impact direct sur des millions de personnes », déclare Nadia Carlsten.
« Le supercalculateur Gefion est non seulement conçu pour gérer des calculs d'IA exigeants, mais il a également été développé avec une attention particulière portée à la souveraineté des données. Cela signifie que les utilisateurs ont un contrôle total sur leurs données et peuvent les stocker et les analyser dans un environnement sécurisé, conformément à la législation danoise », assure Nadia Carlsten.
La recherche est soutenue par la Fondation Ole Kirk, la Fondation AP Møller, le BioInnovation Institute et la Fondation Novo Nordisk.