Modélisation multi-agents de la sténose artérielle impliquée dans le syndrome de Raynaud d’origine vibratoire.

Une exposition aigüe du système main-bras à des vibrations mécaniques peut diminuer les contraintes de cisaillement (Wall Shear Stress - WSS) exercées par le sang sur l’endothélium de l’artère. À long terme, cette baisse du WSS peut entrainer une croissance et un remodelage des parois de l’artère résultant d’un phénomène d’hyperplasie intimale qui conduit ensuite à une sténose artérielle. Pour simuler cette réduction de la lumière artérielle, un modèle multi-agents décrivant à l’échelle cellulaire certains mécanismes de l’hyperplasie intimale a été couplé à un modèle éléments finis simulant le comportement mécanique du tissu artériel. La donnée d’entrée du modèle est la quantité de PDGF-BB (Platelet-derived Growth Factor BB) sécrétée par les cellules endothéliales pour différentes valeurs de WSS et obtenue à partir de tests cellulaires sous flux. Le PDGF-BB peut également être sécrété par les cellules musculaires lisses. Cette sécrétion est alors régulée par les contraintes mécaniques s’exerçant sur les cellules musculaires lisses à l’intérieur de la couche media de l’artère. Ces contraintes mécaniques sont obtenues à partir du modèle éléments finis en simulant le tissu artériel comme un matériau hyperplasique anisotrope. Les phénomènes cellulaires implémentés dans le modèle multi-agents (prolifération, apoptose, migration, etc.) sont contrôlés par la quantité totale de PDGF-BB sécrétée à la fois par les cellules endothéliales et musculaires lisses. Deux valeurs de WSS ont été testées : la valeur d’équilibre physiologique (3 Pa) et la valeur pathologique induite par une exposition aux vibrations (1 Pa). Les résultats expérimentaux montrent que les cellules endothéliales sécrètent environ 50 % plus de PDGF-BB lorsqu’elles sont soumises à un WSS de 1 Pa au lieu du WSS de 3 Pa de l’équilibre homéostatique. Notre modèle permet de décrire l’état d’équilibre physiologique et de prédire 50 % de sténose artérielle induite par une exposition aux vibrations de 4 heures par jour pendant 5 ans.