Del 24 al 28 de Septiembre expertos en integración ómica de todo el mundo se desplazaron a Pamplona para compartir sus conocimientos en la II edición de la escuela de verano STATegra Summer School on NGS and Data Integration, organizada por la Unidad de Bioinformática Traslacional del centro de investigación biomédica Navarrabiomed.
STATegra es un proyecto europeo financiado con 50 billones de euros dentro del programa FP7 (7th Framework Programme for Research and Technological Development) y del cual David Gómez Cabrero, responsable de la Unidad de Bioinformática Traslacional y organizador de la escuela de verano, es partícipe.
El proyecto tiene como objetivo principal desarrollar nuevos métodos estadísticos y recursos bioinformáticos para que la comunidad científica pueda integrar en sus investigaciones datos procedentes de diferentes tecnologías ómicas.
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El análisis combinado de toda esta información supondrá una mejora en los métodos de diagnóstico y tratamiento de múltiples enfermedades, acercando al paciente a la Medicina Personalizada. Dentro de este contexto nació la escuela de verano STATegra, cuya primera edición tuvo lugar en 2015 en Valencia.
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Entre las organizaciones colaboradoras de este proyecto se encuentra el Centro de Investigación Príncipe Felipe de valencia, el Imperial College de Londrés y la University of California.
Colaboradores del Proyecto STATegra. Fuente: Centro de Investigación Príncipe Felipe.
A esta segunda edición asistieron jóvenes investigadores nacionales e internacionales de distintos centros de investigación, dentro de los cuales se encuentran el CIMA de Pamplona, el CNIO de Madrid, la Fundación IVI (IVI-RMA Global) de Valencia, la Universidad KAUST de Arabia Saudita, el Instituto Karolinska de Suecia, el Instituto Alemán de Nutrición Humana de Alemania o el propio centro de Navarrabiomed de Pamplona.
Durante 5 días, estos jóvenes siguieron un intensivo programa de más de 12 horas diarias, en el que tuvieron la oportunidad de aprender y aplicar distintos protocolos de integración ómica a sus propios datos.
Adicionalmente, formaron grupos multidisciplinares, compuestos por estadísticos, informáticos y biólogos, entre otros perfiles, para trabajar en pequeños proyectos de integración bajo la supervisión de los especialistas, presentando y discutiendo los principales resultados como actividad final de la escuela.
Día 1
El primer día Sonia Tarrazona, del Centro de Investigación Príncipe Felipe (Valencia), abrió la primera sesión con la aplicación de métodos de análisis de datos de RNA-Seq. Tras describir los principales tipos de tecnologías de NGS (Next Generation Sequencing), explicó los tipos de sesgos y efectos de batch que hay que tener en cuenta en la normalización de este tipo de datos, así como los distintos tipos de métodos estadísticos que pueden aplicarse para obtener genes diferencialmente expresados entre varias condiciones.
A continuación, presentó los principales métodos de enriquecimiento funcional que pueden ayudarnos a entender qué rutas moleculares y funciones celulares pueden estar alteradas en, por ejemplo, determinado tipo de pacientes.
Día 2
El segundo día se dedicó al análisis de datos de ATAC-Seq de la mano de Ricardo N Ramirez, del Harvard Medical School en EE.UU. En esta sesión, los jóvenes investigadores aprendieron a cómo construir la señal mediante diferentes métodos de peak calling, cómo visualizar los datos y cómo aplicar esta tecnología para el descubrimiento de nuevos motivos de factores de transcripción y para identificar sus sitios de unión a través de footprinting. Durante la sesión práctica, los alumnos integraron datos de DNase-Seq, ChIP-Seq y RNA-Seq.
El especialista David Gómez Cabrero, en una de sus clases sobre integración de datos ómicos. STATegra Summer School 2018. Fuente: Navarrabiomed, Centro de Investigacion en Biomedicina.
Día 3
El tercer día estuvo dividido en 3 sesiones junto con sus respectivas clases prácticas. En primer lugar, David Gómez Cabrero presentó las principales consideraciones que hay que tener en cuenta al analizar datos de metilación del ADN y al integrarlos con otras ómicas.
A continuación, Narsis A Kiani, del Instituto Karolinska en Suecia, introdujo a los alumnos los principales conceptos en la teoría de redes, describiendo los principales parámetros que hay que tener en cuenta, cómo visualizar redes, y los distintos métodos que pueden emplearse para analizarlas y compararlas.
Finalmente Vincenzo Lagani de la Ilia State University en Georgia, describió los principales métodos de meta-análisis que pueden emplearse para unir los datos procedentes de diferentes estudios, remarcando la importancia de llevar a cabo una exhaustiva revisión sistemática previa para poder obtener resultados óptimos.
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Ya había trabajado con datos de microRNA, transcriptómica y metilación del ADN durante los proyectos de máster realizados en la institución en la que trabajo actualmente. Puesto que voy a empezar la tesis doctoral en Noviembre y, probablemente, vaya a trabajar con datos ómicos, quería tener una visión general de las diferentes ómicas y de cómo combinarlas. En general, la escuela cumplió con mis expectativas y es un buen comienzo para descubrir en detalle cada tipo de dato. A pesar de que el curso fue muy intenso, lo único que mejoraría es el reparto de los temas a lo largo del programa, ya que a veces cambiábamos de ómica varias veces al día, lo cual hacía que fuese difícil mantener la concentración o internalizar y entender algunos conceptos. – Lisa Zellner, Departamento de Diabetología Experimental, Instituto Alemán de Nutrición Humana, Alemania. Asistente de la STATegra Summer School 2018.
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Día 4
El cuarto día Vicenzo continuó su exposición presentando los métodos no paramétricos de combinación (NPC, Non-Parametric Combination) para aquellos casos en los que las muestras procedentes de distintos estudios solapan y, por lo tanto, no son independientes.
Tras la sesión práctica, Nuria Planells, de Navarrabiomed, presentó un método de visualización basado en la concatenación, omicsPCA, que aplica el famoso análisis de componentes principales (PCA) combinando muestras a las que se les ha aplicado distintas ómicas.
El día terminó de nuevo con Narsis, que enseñó a los alumnos los principales avances en la construcción de redes con múltiples capas, donde cada capa puede crearse con datos procedentes de una ómica distinta.
Día 5
Finalmente, le tocó el turno a las nuevas tecnologías de single cell RNA-Seq. En esta sesión, David describió los distintos pasos experimentales a seguir para conseguir este tipo de datos y los métodos bioinformáticos empleados en su análisis, desde las distintas técnicas de imputación de missing values (NA) hasta la construcción de redes a partir de este tipo de información.
La tarde fue dedicada a la asistencia a dos seminarios, impartidos por Ricardo N Ramirez y Jasper Tegnér, éste último de la Universidad KAUST en Arabia Saudita. La jornada terminó con la presentación de los proyectos desarrollados por los alumnos durante la semana.
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Me inscribí en la escuela para aprender a analizar datos de epigenómica y poder integrarlos con los resultados transcriptómicos obtenidos en el primer año de mi tesis doctoral. Gracias a esta experiencia he podido hacer contactos con investigadores de centros punteros en este tipo de técnicas. El primer día se nos dijo que acabaríamos exhaustos pero con material para 3 años. Y así ha sido. Esperemos que hagan una III edición. – Almudena Devesa Peiró, Departamento de Medicina Reproductiva Genómica y de Sistemas, Fundación IVI (IVI-RMA Global), Valencia. Asistente de la STATegra Summer School 2018.
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Todas las sesiones fueron grabadas y estarán pronto disponibles en el canal de youtube del proyecto STATegra, cuyos últimos avances pueden consultarse aquí.
Algunos asistentes de la STATegra Summer School, el último día de curso a las puertas de Navarrabiomed, en Pamplona.
Especial agradecimientos a Nuria Planell por habernos atendido y a la Unidad de Comunicación y Diseño del Centro de Investigación Biomédia Navarrabiomed por habernos facilitado la mayor parte del material gráfico para este artículo.
¿Quieres saber cuándo va a tener lugar el próximo STATegra, y dónde se va a celebrar? o ¿quiénes van a ser los expertos participantes y sobre qué nuevas herramientas van a tratar sus formaciones? Escríbenos un comentario y aclararemos todas tus dudas
Image credits: Khoamartin / shutterstock.com