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Le film "EcoSysTerm" dévoile les réseaux d'interactions et communication entre les systèmes vivants à travers les réseaux de mots, et leur proximité dans la littérature scientifique. Les cartographies EcoSysTerm permettent de visualiser: (i) Les impacts des changements récents de nos modes de vie sur la santé des humains et des micro et macro-écosystèmes de l'organisme, et l'impact des perturbations environnementales multi-niveaux. (ii) La communication entre systèmes vivants, organismes et micro-écosystèmes immunitaires et microbiens, dont la biodiversité et résilience co-évoluent. (iii) La prévention des risques pour préserver la résilience des systèmes vivants, la biodiversité, et prévenir l'émergence de pathologies nouvelles.

EcoSysTerm dévoile les réseaux d'interactions et communication entre les systèmes vivants à travers les réseaux de mots, et leur proximité dans la littérature scientifique. Les cartographies EcoSysTerm permettent de visualiser: (i) Les impacts des changements récents de nos modes de vie sur la santé des humains et des micro et macro-écosystèmes de l'organisme, et l'impact des perturbations environnementales multi-niveaux. (ii) La communication entre systèmes vivants, organismes et micro-écosystèmes immunitaires et microbiens, dont la biodiversité et résilience co-évoluent. (iii) La prévention des risques pour préserver la résilience des systèmes vivants, la biodiversité, et prévenir l'émergence de pathologies nouvelles.

Engagé dans un mouvement vertigineux, notre xxie siècle brouille les repères. En intégrant du non-vivant au vivant et du vivant au non-vivant, les nouvelles techniques bouleversent les frontières de l’anthropologie. Les conceptions que l’« humain pensant » a de lui-même, de son schéma corporel comme de son identité, en sont renversées. Ce quatrième tome de la série L’Homme-trace prend donc le « corps », le corps-trace plus précisément, comme objet d’études. Il s’agit pour les chercheurs réunis ici d’examiner les processus traçuels à l’œuvre en reprenant et questionnant la thèse, développée par Béatrice Galinon- Mélénec, d’une interaction étroite et rétroactive entre le corps et un système écologique multifactoriel marquée par l’histoire de l’Évolution. Le corps ainsi considéré s’inscrit dans une dynamique systémique liant un corps-interprété et un corps-interprétant au sein d’un complexe où des corps en co-présence sont animés par des interactions permanentes : à l’intérieur du corps, du dedans au dehors et du dehors au dedans. Avec cette nouvelle approche, toute la relation soignant-soigné, par exemple, prend une nouvelle dimension. La série L’Homme-trace montre comment la trace peut servir de paradigme interprétatif au sein de différentes disciplines et combien cette approche impose une déconstruction des processus à l’œuvre dans l’interprétation humaine de la notion de trace.

International audience; Cell proliferation is the common characteristic of all biological systems, but the quantification, modeling and control of cell proliferation remains a challenge of systems biology. Understanding cell proliferation dynamics requires specific experimental methods and mathematical modelling. This concerns the heterogeneity of T cell populations that continuously differentiate in the immune system, and modify their renewal and fluxes across tissues in response to perturbations and aging. Then, lymphocyte sensitivity to depletion of dividing cell and their recovery post-depletion have allowed us to quantify and model lymphocyte dynamics and renewal. Moreover, following the in vivo staining of cells to reveal their progression across the cell cycle phases, we revealed the heterogeneity of cell populations according to their states and phenotypes, and quantified the percentage of dividing cells and dead cells. Our investigation is based upon single-cell multi-parameter flow cytometry analysis thereby revealing the active incorporation in DNA of a thymidine analogue during S phase after pulse-chase experiments, versus cell DNA content. A generic mathematical model that simulates through ODEs and state-transition diagrams the evolution of single cell behavior during the experiment allows us to fit our data, to estimate proliferation rates and mean cell cycle phase durations in sub-populations. Our model is flexible and can be used with various pulse/chase experiments and even for other cell types.

The immune system is a complex biological microscopic system at the interface of the environment, with a multi-scale organization. This system insures the molecular identity and the integrity of polygenomic-organized organisms and the resilience of living systems, based on dissipative energy from food absorption. Stochasticity and historicity, participate to the hierarchical temporo-spatial organisation of the system from ontogeny, with restrictions of physical laws. The loss of organization and functionality of the immune system during the course of perturbations and/or aging, observable at various scale levels, represent a prototype of irreversible, critic and chaotic dynamic systems, regulated by feedback loops. First, I consider theoretical hypothesis based on the evolution of the immune system in an arborescent, evolutive, dissipative and fractal-like system following hyperbolic trajectories and chaotic dynamics. This evolutive organization of the immune system in space and time, allows the differentiation and diversity of lymphocytes involved in antigens cognition. Then, examples of experimental observations coupled with statistical and dynamical modelling (ODE, agents) illustrate the multi-scale alterations and the variability of the dynamic behaviour and diversity that occur during perturbations and aging., 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.

International audience; As humans and living beings we are integrated in complex microscopic to macroscopic organized systems, which interlaced and interact together through time. The resilience to perturbations of complex systems is related to the historicity and the dynamics of evolutive systems, within the context of their evolution. This prevents to use causality and reductionism to evaluate living systems. Trans-­‐disciplinary interactions propose that global evaluation could enrich the complex thought, to accept uncertainty, to understand the organisation of systems, and to evaluate the effect of unpredictable perturbations impacting the world at the level of biology, society, ecology and climate.; En tant qu'êtres vivants, nous intégrons des systèmes complexes macroscopiques et microscopiques organisés qui s'entrelacent au cours du temps. La résilience aux perturbations des systèmes complexes est une problématique majeure liée à l'historicité et la dynamique des systèmes évolutifs et les contextes dans lesquels ils évoluent, et qui ne peut faire l'objet d'évaluation réductionniste et causaliste. La réflexion transdisciplinaire et l'évaluation globale devrait permettre d'enrichir les concepts pour aller vers une pensée complexe, acceptant l'incertitude afin de mieux comprendre les propriétés d'organisation des systèmes et évaluer les perturbations imprédictibles des systèmes complexes qu'ils soient aux échelles biologiques, sociétales, écologiques ou climatiques.

Summary Vaccines are the most effective tools to prevent infectious diseases and to minimize their impact on humans or animals. Despite the successful development of vaccines that are able to elicit potent and protective immune responses, the majority of vaccines have been so far developed empirically and mechanistic events leading to protective immune responses are often poorly understood. This hampers the development of new prophylactic as well as therapeutic vaccines for infectious diseases and cancer. Biological correlates of immune‐mediated protection are currently based on standard readout such as antibody titres and ELISPOT assays. The development of successful vaccines for difficult settings, such as infectious agents leading to chronic infection (HIV, HCV. . .) or cancer, calls for novel ‘readout systems’ or ‘correlates’ of immune‐mediated protection that would reliably predict immune responses to novel vaccines in vivo. Systems biology offers a new approach to vaccine design that is based upon understanding the molecular network mobilized by vaccination. Systems vaccinology approaches investigate more global correlates of successful vaccination, beyond the specific immune response to the antigens administered, providing new methods for measuring early vaccine efficacy and ultimately generating hypotheses for understanding the mechanisms that underlie successful immunogenicity. Using functional genomics, specific molecular signatures of individual vaccine can be identified and used as predictors of vaccination efficiency. The immune response to vaccination involves the coordinated induction of master transcription factors that leads to the development of a broad, polyfunctional and persistent immune response integrating all effector cells of the immune systems.

Immunodepression and Immunosuppression During Aging