Complexité multi-échelle du système immunitaire: Evolution, du chaos aux fractales

Overview & Synopsis

Le système immunitaire, système biologique microscopique complexe avec une organisation multi-échelle à l’interface de l’environnement, assure l’identité moléculaire et l’intégrité des organismes polygénomiques et la résilience des systèmes vivants, organisés et dissipatifs d’énergie. Des phénomènes aléatoires conjointement à l’historicité guident l’organisation globale du système dès l’ontogénie, par la formation de structures hiérarchisées contraintes par des restrictions. Pourtant les pertes d’organisation et de fonctionnalité du système immunitaire au cours de perturbations et/ou du vieillissement, observables à différents niveaux d’échelles avec des boucles de régulations, en font un objet d’étude des dynamiques irréversibles, critiques et chaotiques. Je considère d’abord des hypothèses théoriques sur l’évolution du système immunitaire vu comme un système arborescent évolutif, dissipatif d’énergie, de type fractal, suivant des trajectoires hyperboliques et des dynamiques chaotiques. Cette organisation évolutive du système immunitaire globalement dans l’espace et le temps biologique permet la différenciation et diversité des lymphocytes pour assurer la cognition des antigènes. Ensuite, des exemples d’observations expérimentales chez la souris et de modélisations statistiques ou dynamiques bien que réductionnistes (ODE ou agents) permettent d’illustrer le comportement dynamique, la diversité, les transitions et la variabilité multi-échelles qui sont altérées au cours du vieillissement ou de perturbations.