Conférence des nouveaux professeurs - Automne 2017

Analyse de la forme en imagerie médicale

Par Tanya Schmah, Professeure adjointe, Département de mathématiques et de statistique

Tanya Schmah

Résumé : Comment pouvons-nous détecter et décrire les variations de forme? Ce problème se pose dans de nombreux domaines de la vision et de la reconnaissance de formes par ordinateur. Par exemple, dans le domaine de l’imagerie médicale (par exemple, IRM, CT), lors de la comparaison d'images de différents patients, ou encore, du même patient à différents moments dans le temps. Certaines différences entre les images peuvent être décrites comme des changements de forme pouvant provenir du processus d'imagerie en lui-même, de changements anatomiques dus au vieillissement naturel ou à la progression d’une maladie, ou encore, à des différences interindividuelles. Après avoir pris en compte les déformations de forme, les changements d'aspect restants sont également importants car ils peuvent indiquer une maladie, par exemple des lésions issues d’un accident vasculaire cérébral ou des tumeurs. Pour quantifier ces deux types de variation dans un ensemble d'images, nous commençons souvent par l’étape « de recalage", c'est-à-dire, aligner les images sur un modèle commun qui produit à la fois un ensemble d'images recalées et un ensemble de données définissant les déformations spatiales utilisées. Les deux séries de données peuvent être analysées statistiquement: les déformations pour quantifier les changements de forme, et les images recalées pour quantifier les changements d'aspects n’impliquant pas de changements de forme. Les méthodes de pointe combinent ces étapes dans un modèle de forme et d'apparence unifié. J'aborderai quelques-uns des aspects de ce problème du point de vue mathématique, statistique et de la science des données, ainsi que ses relations avec d'autres problématiques en biologie et en ingénierie.

Biographie : Tanya Schmah est professeure adjointe à l'Université d'Ottawa, au Département de mathématiques et de statistique. Après avoir complété un baccalauréat en mathématiques et en informatique, elle a travaillé dans l'industrie pendant cinq ans puis a commencé des études graduées en mathématiques. Elle a obtenu son doctorat en 2001 à l'EPFL (Suisse) avec une thèse en mécanique géométrique, un sujet sur lequel elle a ensuite co-écrit un texte d'études supérieures. Elle a été chargée de cours à l'Université de Warwick (Royaume-Uni) et à l'Université Macquarie (Australie). En 2007, elle a déménagé à l'Université de Toronto et a commencé à travailler dans les domaines de l'apprentissage automatique statistique et de la neuroinformatique. En 2013, elle est devenue gestionnaire de programme du Neuroinformatics Research Group au Rotman Research Institute, à Baycrest (Toronto), avant de se joindre à l'Université d'Ottawa en 2015. Actuellement, son intérêt de recherche principal se situe autour de l'application de la géométrie et de l'apprentissage statistique à l'enregistrement et l’analyse des images cérébrales avec un intérêt particulier pour la cartographie des lésions issues d’un accident vasculaire cérébral.


L’Inhibition nue : adaptations métaboliques à l'hypoxie chez les rats-taupes africains

Par Matthew Pamenter, Professeur adjoint et Chaire de recherche du Canada en neurophysiologie comparative, Département de biologie, Institut de recherche sur le cerveau d'uOttawa

Matthew Pamenter

Résumé : Le laboratoire du Professeur Pamenter travaille sur l'étude et l'exploitation de mécanismes naturels de tolérance à l'hypoxie. En examinant les réponses proactives et réactives au stress occasionnées par le manque d'oxygène chez les espèces tolérantes et intolérantes à l'hypoxie (respectivement), nous cherchons à comprendre les adaptations biochimiques, cellulaires et systémiques qui permettent à certaines espèces de tolérer des stress hypoxiques aigus ou prolongés, tandis que d'autres espèces subissent rapidement la mort cellulaire et de l'organisme en entier. En améliorant nos connaissances à ce sujet, nous pourrons développer une compréhension approfondie des questions purement biologiques reliées au contrôle et à l'évolution des réponses systémiques à l'hypoxie. De plus, ces connaissances pourront mener à des bénéfices au niveau de la recherche appliquée et translationnelle en informant le développement de nouvelles stratégies et thérapies pour traiter les pathologies reliées à l'hypoxie, comme par exemple les accidents vasculaires cérébraux ischémiques et les maladies pulmonaires chroniques.

Biographie : Matt a obtenu son doctorat en zoologie dans le laboratoire du Dr. Leslie Buck à l'Université de Toronto en 2008, où il employait les techniques d'électrophysiologie et d'imagerie de cellules vivantes pour étudier les mécanismes de neuroprotection contre l'anoxie de longue durée dans les cerveaux de tortues et de poissons. Par la suite, il a entrepris deux stages postdoctoraux, d'abord avec le Dr. Gabriel Haddad au département de pédiatrie à UCSD (2008-2012), où il a étudié les mécanismes de mort cellulaire dans des modèles d'ACV ischémique, et ensuite avec le Dr. Bill Millsom dans le département de zoologie à UBC (2012-2015), où il a débuté ses recherches avec les rats-taupes nus. Matt s'est joint au département de biologie à uOttawa en juillet 2015 en tant que détenteur de Chaire de recherche du Canada de niveau 2 en neurophysiologie comparative.


Chimie et biologie de l’infection virale et de la réponse de l’hôte

Par John Pezacki, Professeur titulaire, Département de chimie et sciences biomoléculaires

John Pezacki

Résumé : Les virus modifient le métabolisme cellulaire de leur hôte afin de répondre à leurs propres exigences matérielles et énergétiques au sein de leurs cycles de vie. Plusieurs virus produisent des microenvironnements lipidiques spécifiques pour faciliter différentes étapes de leur cycle de vie, y compris l'entrée, la réplication et l'assemblage. Lors de leur propagation, les voies métaboliques qu’ils ont modifiées pourraient représenter des cibles stratégiques idéales pour les défenses immunitaires innées de l'hôte, mais peu d’exemples ont été rapportés à ce jour. Mon programme de recherche vise à identifier les facteurs utilisés par différents virus au cours de l'infection, comme les voies métaboliques des cellules hôtes, et analyser les réponses des cellules hôtes suite à l'infection. Le programme tire parti des nombreuses approches de pointe telles que le profil protéique basé sur l'activité (ABPP), la protéomique fonctionnelle qui examine l'activité enzymatique pendant l'infection, et l'annotation de micro-ARN ainsi que la fonction d'ARN non codant pour identifier les molécules, l'activité enzymatique et les régulateurs des voies impliquées pendant l'infection. L'objectif général de ce programme est l'identification de nouvelles stratégies diagnostiques et thérapeutiques pouvant être utilisées pour combattre l'infection virale.

Biographie : Le Professeur John Pezacki est professeur titulaire à l'Université d'Ottawa au Département de chimie et sciences biomoléculaires avec plusieurs affiliations conjointes. Chercheur internationalement reconnu, son travail a eu un large impact dans les domaines de la biologie chimique et la virologie moléculaire et a mené à la création de nouveaux outils de détection et d'imagerie biomoléculaire ainsi qu’au développement d’applications inédites offrant de nouvelles perspectives sur les bases moléculaires de processus biologiques complexes tels que les interactions hôte-pathogène. Par exemple, il a développé de nouvelles approches pour visualiser et comprendre comment les virus infectent leur hôte et quels changements sous-tendent la pathogenèse au niveau moléculaire. Professeur Pezacki développe également des outils innovants et de nouvelles réactions chimiques qui, incorporés dans des méthodologies de pointe, permettent d’étudier les interactions hôte-virus et le métabolisme cellulaire. Au cours de carrière, il a travaillé à de nombreuses reprises avec l'industrie, notamment avec Merck et Pfizer, sur la découverte de médicaments et le développement de sondes. Il travaille également avec plusieurs ministères sur des projets liés à la sécurité. Le professeur Pezacki est rédacteur en chef adjoint de la revue ACS Infectious Diseases et membre du comité de rédaction de Scientific Reports. Il a publié plus de 100 articles dans des revues scientifiques et a remporté de nombreux prix pour ses travaux sur la biologie chimique des interactions hôte-pathogène, notamment la Médaille commémorative Rutherford de la Société royale du Canada, le Teva Lectureship de la Société canadienne de chimie et la Médaille du jubilé de diamant de la reine Elizabeth II pour ses contributions exceptionnelles au Canada.

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