TENDANCES 2025 – Les jumeaux numériques, leviers de la médecine personnalisée

Le contexte

Initialement développés dans le secteur de l’aéronautique, les jumeaux numériques se déploient progressivement dans le secteur de la santé. En février 2020, Dassault Systèmes, précurseur en la matière, dévoilait sa stratégie visant à rendre possible le jumeau numérique du corps humain. Un écosystème de start-up spécialisées dans les jumeaux numériques s’est également constitué avec des entreprises comme PrediSurge, inHEART, SURGAR ou encore DeepLife. 

Ces répliques virtuelles sont un levier pour développer la médecine personnalisée à l’heure où le vieillissement de la population et la hausse des comorbidités complexifie la tâche des cliniciens. Construits à l’aide de modèles logiciels et de données, les jumeaux numériques sont conçus pour imiter et prédire le comportement de leurs homologues physiques (cellules, tissus, organes, systèmes d’organes, etc.). Preuve de l’intérêt pour la technologie, la société de conseil Grand View Research estime le marché mondial à 902,59 M$ en 2024 et considère qu’il devrait connaître une croissance de 25,9 % (TCAC) entre 2025 et 2030. 

Signaux forts et faibles

• MEDITWIN, un consortium constitué de 7 Instituts Hospitalo-Universitaires (IHU), du CHU de Nantes, d’Inria, des start-up associées et de Dassault Systèmes a été lancé en décembre 2023. D’ici 2029, il doit permettre de développer sept nouvelles pratiques médicales à partir des jumeaux numériques dans les domaines de la neurologie, de la cardiologie, de l’oncologie, afin de mieux diagnostiquer et soigner les patients. “Nous avons choisi de nous focaliser sur les trois aires thérapeuthiques responsables à 50% du nombre d’années de vie en bonne santé perdues dans le monde, indique à mind Health Claire Biot, vice-présidente Industrie de la Santé chez Dassault Systèmes. L’objectif est de développer des jumeaux numériques sur le plan technique, mais également de passer à l’échelle industrielle (validation clinique, approbation réglementaire) pour qu’ils soient utilisables par les médecins.”
• Après avoir débloqué 80 M€ via le programme Horizon Europe en 2023 pour soutenir le développement de jumeaux numériques humains, la Commission européenne a publié, le 16 avril 2024, un appel d’offres, doté d’un budget de 24 M€, destiné à la plateforme Virtual Human Twins (VHT). Cette plateforme, précise la Commission, “est un élément central de l’initiative européenne pour les jumeaux humains virtuels”. Elle mettra à disposition des utilisateurs un référentiel fédéré de ressources liées aux jumeaux numériques, un ensemble combiné de boîtes à outils logicielles open source et un accès à des services informatiques, leur permettant de développer, de tester et d’intégrer des modèles de jumeaux.
• Le PEPR SantéNum a pour ambition de positionner la France comme leader européen de l’innovation en santé numérique en faisant émerger des technologies de rupture d’ici cinq à dix ans. Via un appel d’offres doté de 24,5 M€, il vise à soutenir environ 15 projets portés par des consortiums multidisciplinaires d’équipes de recherche, à hauteur de 1,2 à 1,6 M€ sur quatre ans. Le développement de jumeaux numériques multi-échelles pour l’élaboration et/ou la délivrance de thérapie personnalisée (post diagnostic) est une des thématiques ciblées.
• L’Inserm a dévoilé, en novembre 2024, les quatre projets de son programme Impact Santé. Doté de 30 M€ pour sa première année, il a pour objectif de détecter en amont les recherches qui pourraient générer des innovations de rupture et à fort impact. Le projet Nautilus vise à créer un jumeau numérique du cerveau des patients atteints de maladies cérébrales afin de limiter les actes chirurgicaux. 
• Certains établissements de santé à l’instar de l’Hôpital Américain de Paris développent leur propre plateforme de jumeaux numériques. L’objectif de l’hôpital est de doter, en 2025, chaque patient de son propre jumeau numérique, à des fins préventives.
• En 2024, les start-up françaises spécialisées sur les jumeaux numériques ont suscité l’intérêt des investisseurs. SURGAR, qui développe des solutions de réalité augmentée pour la chirurgie mini-invasive, a levé 11 M€ en septembre. inHEART, qui produit un jumeau numérique du cœur du patient pour le traitement de l’arythmie cardiaque et la prévention/dépistage des maladies cardiaques, a récolté un financement de 11,85 M€. DeepLife, qui utilise des jumeaux numériques de cellules  pour concevoir des stratégies thérapeutiques adaptées à chaque type de cellule du corps humain, a clôturé en décembre une série A de 9,5 M€. 

Pourquoi c’est important ?

Les jumeaux numériques sont des outils permettant aux professionnels de santé d’améliorer le diagnostic et le traitement des patients. Sur le volet diagnostic, “la question est également de savoir si l’on peut passer en prévention de premier niveau en intervenant alors même que la pathologie n’a pas encore été détectée chez des patients”, estime Claire Biot. Dassault explore cette piste dans le cadre d’un projet, mené avec le Liryc (IHU de Bordeaux) et inHEART, qui consiste à créer un jumeau numérique du patient afin de prédire son risque de mort subite cardiaque. La modélisation 3D offerte par les jumeaux numériques s’avère particulièrement précieuse dans certaines spécialités comme la chirurgie, en témoigne la création de plusieurs start-up dédiées : Visible Patient, SURGAR, PrediSurge ou encore Twinical. 

Les jumeaux numériques constituent également une piste intéressante pour accélérer les essais cliniques. Ils permettent de tester en amont de la phase clinique les candidats-médicaments ou les dispositifs médicaux ou de générer des bras de contrôle synthétiques.  

Analyses et perspectives pour 2025 

“Nous avons fait des avancées très importantes en 2024 sur l’utilisation du jumeau numérique pour l’innovation thérapeutique, estime Claire Biot. Nous avons publié, en collaboration avec la FDA, une méthodologie portant sur l’utilisation des jumeaux numériques afin de simuler des populations de patients dans le cadre d’essais cliniques pour la mise sur le marché d’un nouveau dispositif médical. Elle inclut des recommandations techniques sur la manière de générer ces jumeaux numériques. Évidemment, cette phase in silico n’a pas vocation à remplacer complètement un essai clinique. Mais cela peut permettre de limiter le nombre de patients inclus et d’accélérer l’essai. Maintenant que cette preuve de concept a été faite, j’attends que les fabricants de dispositifs médicaux utilisent le jumeau numérique pour réaliser des essais in silico.” Selon la vice-présidente Industrie de la Santé de Dassault Systèmes, les essais cliniques de médicaments intégrant des bras de contrôles synthétiques devraient également se multiplier.

 “Une accélération de l’utilisation des jumeaux numériques d’établissements de santé, permettant une meilleure personnalisation du soin, devrait également s’observer, souligne Claire Biot. Avec l’Institut H. Hartmann, nous avons créé un jumeau numérique de la salle de radiothérapie, pour que le patient puisse la visiter, en amont de son traitement, et aborde mieux sa prise en charge. Nous avons également travaillé sur la manière dont les virus circulent à l’hôpital afin d’optimiser les soins dispensés aux patients immunodéprimés ou de limiter les infections nosocomiales. Nous avons, notamment, réalisé le jumeau numérique de l’unité de dialyse de l’hôpital Saint-Louis, afin de former les soignants à ces problématiques.”

La Haute Autorité de santé ainsi que l’Assurance Maladie s’intéressent aux jumeaux numériques. En novembre 2024, Laurie Soffiati, responsable du département Télésanté et Innovation numérique, confiait à mind Health : “Nous avons une réflexion très importante sur les jumeaux numériques (…) utilisés en amont de  la chirurgie, sur de la capacité prédictive ou de la modélisation, etc. ce sont des outils très intéressants. Nous réfléchissons à comment les évaluer et comment les intégrer.”