Laura Cantini

Laura Cantini : une médaille de bronze à l’interface entre mathématiques et biologie

Laura Cantini, chercheuse au CNRS, élabore des méthodes mathématiques de traitement des données massives disponibles dans les bases de données omiques. Son objectif : apporter des outils d’aide à la compréhension du développement des organismes et des maladies humaines. La chercheuse de l’unité « Biologie du développement et cellules souches » (CNRS/Institut Pasteur) est récompensée par la médaille de bronze du CNRS.

« J’ai toujours voulu être libre d’explorer des questions à la frontière entre les disciplines », confie Laura Cantini. Mathématicienne de formation, elle obtient en 2016 un doctorat en biologie computationnelle de l’Université de Turin (Italie). Elle travaille alors sur l’intégration de données moléculaires en lien avec le cancer.

Sa carrière prend un tournant en 2018 lorsqu’elle reçoit le prix L’Oréal-UNESCO pour les femmes et la science. Grâce à cette bourse, elle réalise un séjour de recherche au Massachusetts Institute of Technology (États-Unis) où elle commence à traiter des données de séquençage de cellule unique. De retour en France, Laura Cantini met au point des stratégies innovantes d’analyse des données multi-omiques au sein de l’Institut de biologie de l’École Normale Supérieure1 , puis dans l'équipe qu'elle crée en 2023 à l’Institut Pasteur.

« Nos méthodes se nourrissent toujours de questions d’intérêt pour les biologistes qui, à leur tour, nous posent des défis mathématiques stimulants », décrit la chercheuse. Avec son équipe, elle élabore des approches d’apprentissage multivues. Ces algorithmes apprennent simultanément à partir de plusieurs jeux de données. Elle les applique d’abord à l’intégration d’informations issues d’une même cellule, puis de cellules différentes pour comprendre le développement de pathologies notamment. À cet effet, les scientifiques combinent la puissance d’outils d’apprentissage profond avec l’explicabilité de mathématiques plus classiques.

Avec son projet financé par le conseil européen de la recherche (ERC) MULTI-viewCELL, la chercheuse veut désormais ajouter la dimension spatio-temporelle aux données omiques. « On sait qu’une cellule varie dans le temps. Dans le cas d’un cancer, par exemple, une cellule normale va peu à peu dévier. Nous allons donc créer des modèles qui intègrent des données moléculaires et spatiales à plusieurs temporalité afin de reconstruire la trajectoire des cellules et prédire leur futur », précise Laura Cantini. À terme, ces recherches apporteront de nouvelles connaissances pour la détection précoce de maladies. Elles aideront aussi à mieux comprendre la différenciation cellulaire en immunologie.

• 1IBENS - CNRS/ENS-PSL/Inserm