Une bourse européenne pour percer les mystères du second cerveau

Suite à un master à l’Université Sapienza de Rome, Ada Altieri soutient en 2018 une thèse en physique théorique, consacrée aux systèmes amorphes et désordonnés, en co-tutelle avec l’Université Paris-Saclay, sous la direction conjointe du prix Nobel Giorgio Parisi et de Silvio Franz. Elle a ensuite poursuivi ses recherches à l’École Normale Supérieure (ENS) à Paris dans le cadre de la collaboration Simons “Cracking the Glass Problem », avant d’orienter ses travaux vers l’écologie théorique et l’étude des communautés microbiennes à l’aide d’outils de physique statistique et matrices aléatoires.

Depuis 2020, elle est maître de conférences à l’Université Paris Cité, au sein de l’équipe théorique du laboratoire Matière et Systèmes Complexes (MSC). En 2025, elle reçoit la médaille de bronze du CNRS pour l’excellence de ses travaux et obtient une prestigieuse bourse ERC Starting Grant pour son projet SAPHYR.

Le rôle crucial de notre microbiote intestinal

Le projet SAPHYR (“StAtistical PHYsics and glassy facets of micRobial communities”) vise à explorer les propriétés émergentes des grands écosystèmes, avec une attention particulière portée au microbiote intestinal. L’ensemble des milliards de micro-organismes qui vivent dans nos intestins est aujourd’hui considéré comme un acteur clé de notre santé.

“Notre intestin est d’ailleurs considéré comme notre “deuxième cerveau”, car un déséquilibre de son fonctionnement est associé à de nombreuses maladies, parmi lesquelles l’obésité, le diabète de type 2, la stéatose hépatique, la maladie cœliaque ou encore certains états dépressifs.”, explique Ada Altieri.

Parmi elles, la maladie de Crohn illustre bien les défis actuels. En effet, les progrès récents des technologies de séquençage ont révélé que les personnes atteintes de cette maladie présentent une grave dysbiose microbienne, c’est-à-dire une altération de la composition du microbiote intestinal, dont les causes profondes demeurent encore inconnues.

Le projet SAPHYR vise ainsi à comprendre comment le microbiote intestinal passe d’un état physiologique sain à un état pathologique, à identifier les règles générales sous-jacentes à cette complexité et à étudier ses dynamiques au fil du temps. Pour cela, l’équipe de recherche utilise des modèles mathématiques et des outils de physique statistique afin d’analyser les interactions entre les différentes espèces microbiennes.

Un regard inédit sur la complexité du vivant

“Tout d’abord, il faut rappeler la difficulté intrinsèque à modéliser des communautés biologiques et écologiques fortement interconnectées, où l’énorme nombre de degrés de liberté et la nature variée des interactions rendent la dynamique globale particulièrement difficile à prédire.”, précise Ada Altieri.

Ada Altieri et son équipe cherchent à modéliser ces systèmes et à fournir les outils conceptuels et quantitatifs pour décrire comment un système complexe tel que le microbiote humain peut passer d’un état sain à un état pathologique. L’ambition du projet SAPHYR est de détecter des “points de basculement” : ces moments critiques où l’équilibre se rompt et où la maladie s’installe.

À long terme, mieux comprendre les déséquilibres du microbiote intestinal pourrait permettre de développer des stratégies thérapeutiques ciblées pour des maladies gastro-intestinales telles que le syndrome de l’intestin irritable ou la maladie de Crohn. De plus, les méthodes proposées par l’équipe du projet pourraient guider la mise au point de protocoles optimisés de transplantation microbienne, en renforçant à la fois leur efficacité et leur sécurité.

Un projet au service de la santé humaine et de la société

À travers ce projet, c’est aussi un défi sociétal qui se dessine. Face à la perte préoccupante de biodiversité, comprendre et protéger nos écosystèmes constitue un enjeu crucial pour la société. Réaliser cette ambition exige des ressources considérables ainsi qu’une analyse de données sophistiquée, rendant le soutien financier de l’ERC déterminant.

Grâce au financement de l’ERC, Ada Altieri pourra également renforcer ses collaborations internationales et explorer des pistes de recherche audacieuses mais essentielles, difficiles à soutenir par les dispositifs traditionnels. En 2023, elle a obtenu un ANR JCJC, qui a constitué un véritable tremplin pour ses recherches sur les écosystèmes.

“Ce financement européen, en complément de mon engagement continu dans les masters internationaux ICFP et PCS, qui me donnent accès à un vivier d’étudiants talentueux, représente pour moi une opportunité unique de constituer une équipe de recherche solide et pluridisciplinaire. Par ailleurs, ce Starting Grant me permettra de me consacrer pleinement à des questions clés en physique théorique et en écologie, tout en consolidant ma trajectoire scientifique à l’échelle internationale.”, conclut Ada Altieri.