COMPASS MAGAZINE #14
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LA VOIX DE L’EXPÉRIENCE Kevin Hallock, spécialiste en visualisation et modélisation, Pfizer

On croirait entendre le début d’une mauvaise blague : un chimiste, un biologiste et un médecin entrent dans une pièce et tentent de se mettre d’accord sur la manière de décrire une protéine.

Chez Pfizer, cette pièce existe. Il s’agit d’un laboratoire de réalité virtuelle (RV) où nos scientifiques peuvent se plonger dans d’immenses représentations 3D d’éléments de la physiologie humaine, comme les protéines, et de bien d’autres choses encore. Les bénéfices que nous en tirons ne sont pas une blague non plus. En effet, cela permet à nos scientifiques de mieux comprendre les données complexes et les problèmes auxquels ils sont confrontés, pour qu’ils puissent ainsi mener leurs recherches de manière plus efficace. Que le projet soit une réussite ou un échec, nous obtenons souvent un résultat plus rapidement grâce à la RV. Nous pouvons ainsi écarter les méthodes inefficaces pour nous engager sur la voie de celles qui marchent.

COMPRÉHENSION PARTAGÉE

Les protéines, par exemple, sont essentielles à la découverte des médicaments. Ces structures moléculaires complexes sont souvent dotées de ce que l’on appelle un « site actif », où les liens de la « cible de la protéine » se créent ou se brisent, au cours des étapes fondamentales de sa réaction chimique. Lorsque nous mettons au point des médicaments, nous essayons souvent de modifier le comportement de ces sites actifs, mais la compréhension du mécanisme d’une protéine est un défi complexe.

Il est parfois tout aussi difficile de discuter de ces réactions avec un collègue d’une autre discipline. Les chimistes, les biologistes ou les médecins considèrent la question d’un point de vue différent. Cependant, s’ils ont la possibilité d’observer, en même temps, chaque partie de la protéine, cela améliore la collaboration et évite de partager entre eux de multiples images en 2D et des descriptions complexes. Grâce à la RV, chaque collaborateur peut acquérir une compréhension nouvelle, ce qui lui permet de mener rapidement à bien sa partie respective du projet.

Les expériences d’immersion virtuelle sont aussi un complément efficace pour nos outils existants. Nos scientifiques peuvent observer, sur un écran d’ordinateur, les structures d’une protéine grâce à la cristallographie aux rayons X et par des simulations de dynamique moléculaire, mais ils ne peuvent pas voir, en une seule fois, la protéine complète en 3D. Ces deux types de données peuvent cependant être affichées en RV. Lorsqu’ils s’immergent dans la RV, nos scientifiques peuvent déambuler à travers et autour des molécules, présentées à la taille d’une voiture, ils peuvent lancer des simulations autant de fois qu’ils le souhaitent, en les observant sous différents angles. Ils peuvent superposer plusieurs structures de protéines, afin d’en comprendre les différences les plus subtiles. Enfin, ils peuvent s’adresser à un collègue, lui-même immergé dans la simulation, et lui dire : « Regardez, ici. Vous voyez ? »

LES LACUNES DES INFORMATIONS 2D

La neuroanatomie est un autre domaine d’application passionnant pour la réalité virtuelle. Le système de réseau dans notre cerveau comprend des milliards de neurones et encore davantage de connexions entre eux. L’imagerie par résonance magnétique (IRM), peut nous montrer leur structure et leur fonctionnement, mais nous obtenons habituellement des images en 2D d’un cerveau en 3D. Pour comprendre pleinement ces résultats, il faut jongler entre des tranches d’images en 2D et imaginer mentalement le fonctionnement et l’emplacement de ces réseaux. Les meilleurs radiologues en sont capables, tout comme un architecte ou un maçon est capable de se représenter un bâtiment en 3D à partir de plans en 2D, mais cela nécessite des années d’expérience et d’entraînement.

Il n’est pas commun de convertir une IRM en réalité virtuelle, mais c’est possible. Lorsqu’ils découvrent pour la première fois le cerveau dans un environnement immersif, même les neurochirurgiens forts de plusieurs décennies d’expérience sont impressionnés. Si la RV est suffisamment immersive, vous oubliez même que vous vous trouvez dans un espace réel avec des murs, murs qui ont été heurtés plus d’une fois par des personnes voulant atteindre quelque chose. C’est comme regarder un film sur les stéroïdes, la différence étant que vous vous trouvez à l’intérieur du film et non parmi les spectateurs. Grâce à la RV, vous pouvez observer les molécules comme si vous mesuriez deux nanomètres seulement ou comme si vous mesuriez six mètres. La réalité virtuelle permet de changer vos repères et d’approfondir votre compréhension, elle aide les chercheurs à identifier de nouvelles voies d’exploration.

GRAVIR LA COURBE D’APPRENTISSAGE

Lorsque nous avons installé notre laboratoire de RV chez Pfizer, notre objectif était d’apprendre ce que la technologie pouvait réaliser. Nous souhaitions également acquérir de l’expérience dans ce domaine et, aujourd’hui, nous sommes prêts à tirer profit de l’intérêt croissant porté à la réalité virtuelle dans différentes disciplines. Nous avons peut-être également progressé en tant qu’entreprise, car nos employés ont été nombreux à avoir pu s’immerger dans la réalité virtuelle.

Lorsque nous avons commencé, nous savions que gagner de l’expérience était primordial, car les casques de réalité virtuelle HMD pointaient déjà le bout de leur nez. Aujourd’hui, ils sont là et nous nous en réjouissons.

Plus les organisations scientifiques utiliseront la RV, plus les éditeurs développeront des applications, et cela simplifiera la visualisation des données pour tout le monde. Le travail de tri, d’exploration et de compréhension d’une masse considérable d’informations à la disposition des chercheurs s’en trouvera ainsi facilité et accéléré. Le monde de l’exploration sera probablement transformé à jamais. C’est une perspective passionnante, non seulement pour la recherche de médicaments, mais également pour l’avenir de l’éducation, de la communication et de la compréhension humaine.

PROFIL 

Kevin Hallock est cadre supérieur dans la branche Quantitative Medicine de Pfizer. En tant que responsable de la modélisation et de la visualisation, il gère également le centre de visualisation de Pfizer, ainsi que d’autres projets de modélisation. Kevin Hallock a obtenu un diplôme de doctorat en chimie physique et en biophysique de l’université du Michigan. Il a reçu une formation postdoctorale en microscopie et imagerie par résonance magnétique à la faculté de médecine de l’université de Boston et a développé des techniques de résonance magnétique afin d’étudier des organismes allant de la drosophile à l’homme.

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