Cheikhou Oumar KA

Informations personnelles

Cheikhou Oumar KA

 Doctorant en Informatique

 Financé par PDI-MSC (IRD-UPMC) and SCAC (Ambassade de France au Sénégal)

Emails : cheikhouka@gmail.com / ka.cheikhou-oumar@ugb.edu.sn

Laboratoires :
 LANI - Université Gaston Berger de Saint-Louis, Sénégal
 Ummisco - Centre IRD de Bondy

Directeurs de these : Moussa LO (Sud) - Christophe CAMBIER (Nord)

Encadrants : Jean-Marie DEMBELE - Serge STINCKWICH

Sujet de thèse : "Une architecture d’agent-particule pour la modélisation de dynamiques biologiques : application à la croissance des tumeurs cancéreuses"

Projet de these

Brief Synopsis of thesis

This thesis aims to contribute with an approach for describing the spatial dynamics of biological cells. In these spatial dynamics, it is worth noting an important physical aspect concerning the mode of transport or motion of biological cells in their environment. This mode of transport is well- known as convection and diffusion which are two natural transport phenomena present in physical, ecological and biological areas. Therefore, have an approach that integrates and describes these convection-diffusion phenomena will permit to model accurately and realistically the cell behaviors, their mutual interactions between them and with their environment, which is difficult to do with the equational methods. Thus, we propose an agent-based model combined with a particle-based approach SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) to describe biological dynamics. This approach will be applied on two problems related to cells. The first is the growth of a cancerous tumor and the second is related to the instability of the gut microbiota due to external disturbances (e.g. antibiotics) that can promote obesity and colon cancer.

Résumé de thèse

L’objectif de notre thèse est de contribuer d’un point de vue informatique par une approche qui permet de décrire des dynamiques spatialisées de cellules biologiques. Dans ces dynamiques spatialisées, il est à noter un aspect physique important relatif au mode de transport des cellules biologiques dans leur environnement. Ce mode de transport s’effectue par convection/diffusion [REF] qui sont deux phénomènes de transport naturels très présents dans les milieux physiques, écologiques et en particulier biologiques. Dès lors, disposer d’une approche qui intègre et décrit bien ces phénomènes de convection-diffusion permettra de modéliser de façon précise et réaliste le comportement des cellules, leurs interactions réciproques entre elles et avec leur environnent, ce qui est difficilement faisable avec les méthodes équationnelles ou à base d’agents.

C’est ainsi que nous proposons une approche basée sur la méthode numérique SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) qui modélise le système cellulaire en un groupe d’entités élémentaires ou particules lagrangiennes situées. La méthode de modélisation avec SPH a montré de nombreux avantages surtout quand le système à étudier est de nature discrète et présente des dynamiques spatialisées de diffusion comme dans ce cas-ci. Cette approche sera appliquée sur deux problèmes dans le cas de maladies d’origine cellulaire. Le premier cas est la croissance d’une tumeur cancéreuse et le deuxième est relatif aux instabilités de la flore microbienne intestine suite à des perturbations extérieures (antibiotiques par exemple) pouvant favoriser l’obésité ou le cancer du colon.

Publications

[1]- Ka, C.O. ; Cambier, C. ; Dembele, J.M. ; Lo, M., "An agent-particle on GPU for deterministic convection-diffusion," in Complex Systems (WCCS), 2014 Second World Conference on , vol., no., pp.575-580, 10-12 Nov. 2014 doi : 10.1109/ICoCS.2014.7060892

Posters

1- Cheikhou O. Ka et al, Convection-diffusion phenomena in microbiological dynamics. In Seminar of Mathematics and Computer Science Modeling of Complex Systems (CoMMISCO), Bondy, France (2015).

2- Cheikhou O. Ka et al, An agent-particle-based modeling of microbiological dynamics. In Seminar of Mathematical and Computer Science Modeling of Complex Systems (CoMMISCO), Bondy, France (2014).

Conferences and Seminars