Projet scientifique

BIGPICTURE, une nouvelle ère dans le domaine de la pathologie


Dans Recherche

Des chercheurs de l’Institut Montefiore et de la Faculté de Médecine de l’Université de Liège rejoignent le projet européen BIGPICTURE. Financé à hauteur de 70 millions d’euros dans le cadre de l’IMI (Initiative pour les Médicaments Innovants), ce projet – qui rassemble les principaux centres de recherche européens, les hôpitaux et l’industrie pharmaceutique - souhaite mettre au point un dépôt numérique de partage de données de pathologie faisant appel à l’intelligence artificielle.

B

asée sur l'examen d'échantillons de tissus (lames) au microscope, la pathologie est la pierre angulaire du traitement de nombreuses maladies telles que le cancer et les maladies auto-immunes, de même que du suivi après transplantation. Toutefois, malgré son rôle central, cette discipline repose encore largement sur l'interprétation qualitative d'un pathologiste qualifié. Si le microscope symbolise la profession, la numérisation des lames, ces dernières années, a déclenché une révolution : non seulement les images peuvent désormais être partagées et consultées à distance, mais elles peuvent aussi être traitées par des ordinateurs. Cela ouvre la porte aux applications de l'intelligence artificielle (IA) pour aider le pathologiste et contribuer à l'étude des maladies, à la recherche de meilleurs traitements et aux 3R (remplacer, réduire et affiner l'utilisation des animaux dans la recherche). Toutefois, le développement d'applications d'IA robustes nécessite de grandes quantités de données, ce qui, dans le cas de la pathologie, signifie une grande collection de lames numériques et les données médicales nécessaires à leur interprétation. Le partage de ces données est resté jusqu'à présent difficile en raison de la capacité de stockage des données requise pour accueillir une collection suffisamment importante et des préoccupations concernant le caractère confidentiel des informations médicales.

Pour permettre le développement rapide de l'IA en pathologie, le projet BIGPICTURE – auquel participe l’Université de Liège - vise à créer la première plateforme européenne, éthique et conforme au GDPR (General Data Protection Regulation), à qualité contrôlée, dans laquelle coexisteront à la fois des données à grande échelle et des algorithmes d'IA. La plateforme BIGPICTURE sera développée de manière durable et inclusive en mettant en relation des communautés de pathologistes, de chercheurs, de développeurs d'IA, de patients et d'industriels.

Le projet est divisé en quatre aspects principaux qui concernent la collecte de données à grande échelle. Premièrement, il faut créer une infrastructure (matérielle et logicielle) pour stocker, partager et traiter des millions d'images pouvant atteindre chacune plusieurs giga-octets. Deuxièmement, des contraintes juridiques et éthiques doivent être mises en place pour garantir une utilisation adéquate des données tout en respectant pleinement la vie privée du patient et la confidentialité des données. Ensuite, une première série de 3 millions de lames numériques provenant d'humains et d'animaux de laboratoire sera collectée et stockée dans le dépôt afin de fournir des données pour le développement d'outils d'IA en pathologie. Enfin, des fonctionnalités qui facilitent l'utilisation de la base de données ainsi que le traitement des images à des fins de diagnostic et de recherche seront développées.

« L’implication de l’Université de Liège se situe au niveau du développement d’outils logiciels libres (open source)  pour la gestion de  grands ensembles d’images en haute résolution de pathologie (dont la mise au point de nouvelles interfaces interactives de visualisation et d’annotation en ligne, ), explique Raphaël Marée, chercheur à l’Institut Montefiore (Faculté des Sciences appliquées) et coordinateur du projet pour l’Université de Liège. Et nous intervenons également dans la recherche d'algorithmes génériques d'intelligence artificielle pour la reconnaissance et la classification automatique  de tissus pour la recherche biomédicale et l’’aide au diagnostic. » Les développements seront basés sur des précédents travaux de recherche de l’équipe d’informaticiens et d’ingénieurs  qui travaillera en étroite collaboration avec la société Cytomine,  issue de précédentes recherches menées à l’Université de Liège et qui fournit des produits et services liés au logiciel open source du même nom. « L'objectif est que ces développements soient au coeur  de la plateforme BigPicture (dont les serveurs seront installés par le consortium ELIXIR) et accessibles au plus grand nombre. » A cette équipe se joindra celle du Pr Philippe Delvenne, pathologiste à la Faculté de Médecine et au CHU de Liège, qui fournira des milliers d'images de tissus pathologiques qui feront partie de la collection de  plusieurs millions d'images accessibles à la communauté scientifique via cette plateforme.

logiciel Cytomine

Interface du logiciel Cytomine

BIGPICTURE

BIGPICTURE est un partenariat public-privé financé par l'IMI, avec des représentants d'institutions universitaires, de petites et moyennes entreprises (PME), d'organisations publiques et de sociétés pharmaceutiques, ainsi qu'un large réseau de partenaires contributeurs de diapositives. Les partenaires du consortium impliqués dans le projet sont :

Institutions académiques :Radboud University Medical Center (NL), Linköping University (SE), Leeds Teaching Hospitals NHS Trust (UK), University Medical Centre Utrecht (NL), Uppsala University (SE, ELIXIR node), Haute Ecole Spécialisé de Suisse Occidentale (CH), Eindhoven University of Technology (NL), University of Warwick (UK), Technical University of Munich (DE), Medical University Graz (AT), Institut Pasteur (FR), Université de Liège (BE), University of Semmelweis (HU), National Cancer Institute (NL), Region Östergötland (SE), Medical University Vienna (AT), University of Marburg (DE), Helsingin ja Uudenmaan sairaanhoitopiirin kuntayhtymä (FI),

Entreprises pharmaceutiques Novartis Pharma AG (CH), Janssen Pharmaceutica NV (BE), Bayer AG (DE), Boehringer Ingelheim International GmbH (DE), Novo Nordisk A/S (DK), Pfizer Ltd (GB), Roche (CH), Sanofi Aventis recherche et Développement (FR), Institut de Recherches Internationales Servier (FR), and UCB Biopharma SRL (BE).

Autres organisations publiques et privées :  CSC – IT Center for Science Finland (FI, ELIXIR node), Biobanks and biomolecular resources research infrastructure (AT), Azienda Ospedaliera Per L’Emergenza Cannizzaro (IT), Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.(DE), Deutsches Institut für Normung E.V. (DE), European Institute for Innovation through Health Data (BE), European Society of Pathology (BE), Digital pathology association (US), GBG Forschungs Gmbh (DE), ttopstart (NL), Sectra AB (SE), Cytomine SCRLFS (BE), Stichting Lygature (NL), Owkin (FR), Deciphex (IE), MedicalPhit (NL), Timelex (BE).

 

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