1ére Journée « Biologie 1ére Journée « Biologie des systèmes » de des systèmes » de l’université René l’université René

DescartesDescartesF. Letourneur / N. CagnardF. Letourneur / N. Cagnard

Plate forme séquençage et génomique Plate forme séquençage et génomique de l’Institut Cochinde l’Institut Cochin

Implantation et utilisation de l’analyse Implantation et utilisation de l’analyse du transcriptome : l’expérience de du transcriptome : l’expérience de

l’Institut Cochinl’Institut Cochin

L’Institut CochinL’Institut Cochin

40 équipes de recherches 40 équipes de recherches 15 plateaux techniques15 plateaux techniques PF séquençage et génomique : PF séquençage et génomique : Séquençage et génotypage / PCRq temps réel / Séquençage et génotypage / PCRq temps réel /

microarraymicroarray Audit : demande d’une activité microarray : Audit : demande d’une activité microarray :

ARN ARN Analyse des donnéesAnalyse des données Collaboration équipe G. Chiocchia / PFCollaboration équipe G. Chiocchia / PF Bilan audit :Bilan audit :- Compétences bio informatiques et statistiques- Compétences bio informatiques et statistiques- Premières mauvaises expériences…- Premières mauvaises expériences…

Une plate forme micro array Une plate forme micro array idéale…idéale…

intégration de compétences complémentaires

protocole expérimental

Traitement signal

Analyse stat des données

Analyse fonctionnelledes données ???..

Objectifs expérimentaux et contraintes?Population, Contrôles, Facteurs,

échantillons

Objectifs expérimentaux et contraintes?Population, Contrôles, Facteurs,

échantillons

Élimination des biais techniques

Filtrage des données

Normalisation du signal

Élimination des biais techniques

Filtrage des données

Normalisation du signal

Conclusions

biologiques ?

Etude de pathways

Modelisation

Conclusions

biologiques ?

Etude de pathways

Modelisation

Hypothèses statistiques

Tests paramétriques

P values

Hypothèses statistiques

Tests paramétriques

P values

Compétences biologistesCompétences biologistes

1°/ Contrôles qualité

Limiter les biais techniques

Bioanalyseur 2100

Nanodrop

Four à hybridationRIN = ?

2003 et 2004 : lames cDNA

2004 : lames oligo Agilent, RNG

2005 : chip Affymetrix

2°/ Standardisation des expériences

3°/ Amélioration de la qualité des lames

Compétences bio statistiques et bio

informatiques

Le biostatisticien …

Comprendre les questions posées par le biologiste, planification d’expériences, gestion de l’analyse statistique, interface entre cliniciens et mathématiciens, évolution vers l’intégration de données de transcriptome et de polymorphisme génétique, modélisation et biologie des systèmes

Le bio informaticien …

Applique la méthodologie statistique, utilise des outils de gestion de base de données, développe des applications pour les biologistes

Outils d’analyse statistique standardisé : R, Genespring

Outils de recherche dans les bases de données : Genomatix, pathway assist

Perspectives 2006Perspectives 2006

Structurer une équipe statutaire de bio info-bio stat en Structurer une équipe statutaire de bio info-bio stat en commun pour les équipes de Cochin et Necker : commun pour les équipes de Cochin et Necker : regroupement des compétences, des outils ; gestion et regroupement des compétences, des outils ; gestion et analyse de projets impliquant des données haut débit ; analyse de projets impliquant des données haut débit ; interface entre biologistes et mathématiciens.interface entre biologistes et mathématiciens.

Bio informaticiens

Bio statisticien

Bilan d’une partie de l’activité Bilan d’une partie de l’activité

depuis 2004depuis 2004 Études publiéesÉtudes publiées - Syndrome de Sjogren / 40 lames cDNA / G. Chiocchia- Syndrome de Sjogren / 40 lames cDNA / G. ChiocchiaActivation of INF pathways and plasmacytoid dendritic cell recruitment Activation of INF pathways and plasmacytoid dendritic cell recruitment

in target organs of primary Sjogren’s syndromein target organs of primary Sjogren’s syndrome - Gottenberg et al. - Gottenberg et al. PNAS USA 2006 feb 21, 103 - 8PNAS USA 2006 feb 21, 103 - 8

- Polyarthrite rhumatoide / 17 puces Affymetrix U133A2 / G. Chiocchia- Polyarthrite rhumatoide / 17 puces Affymetrix U133A2 / G. ChiocchiaInterleukin 32, CCL2, PF4F1 and GFD10 are the only cytokine/chemokine Interleukin 32, CCL2, PF4F1 and GFD10 are the only cytokine/chemokine

genes diffrentially expressed by in vitro cultured rheumatoid and genes diffrentially expressed by in vitro cultured rheumatoid and osteoarthritis fibroblast like synoviocytesosteoarthritis fibroblast like synoviocytes – Cagnard et al. Eur – Cagnard et al. Eur Cytokine Netw 2005 dec;16 (4) : 289-92Cytokine Netw 2005 dec;16 (4) : 289-92

Étude non publiée :Étude non publiée :- Comparaison de 2 types de lames oligo longs commerciales / 2 X 6 Comparaison de 2 types de lames oligo longs commerciales / 2 X 6

lames oligoslames oligos

Étude en cours d’analyseÉtude en cours d’analyse Tumeurs hépatiques mutées ou pas pour la voie Béta caténine / 18 lames Tumeurs hépatiques mutées ou pas pour la voie Béta caténine / 18 lames

Agilent 22k / C. CavardAgilent 22k / C. CavardTranscriptome de synoviocytes en culture transfectées par SiRNA / Transcriptome de synoviocytes en culture transfectées par SiRNA /

technologie Illuminatechnologie Illumina

Plate-forme = Plate-forme = collaborationcollaboration

Biologistes

BioinformaticienBiostatisticien

-Recherche de pathways- GO

- Etc…

Phases d’interactionsPhases d’interactions

Interprétations

- Type de microarray- Echantillons (pré analyse)

- Questions biologiques

Analyse statistiqueAnalyse statistique des échantillons,

matériel biologique

Pré analyse

Expérience microarray

Plan expérimental

Questions biologiquesMatériel

(Puces, échantillons)

Résultats pré analyseCaractéristiques statistiques

Plate-forme microarray

Services:

Analyse & interprétation(Pré analyses, plan expérimentaux)

Mise en place de la plate-forme:

Outils d’analyse qualité lame/signal

Automatisation d’analyse et suivi des données (MIAME)

Test / choix du type de puces

Équipe (Chiocchia – BrébanInstitut Cochin)

Mise en place et gestion d’une BDD clinique et biologique

Études microarray

Développement d’outils

Activité bioinformatique / puces à Activité bioinformatique / puces à ADNADN

Outils analyse / interprétationOutils analyse / interprétation

Analyse statistiqueAnalyse statistique Puces ADNc, Oligos (Agilent), IlluminaPuces ADNc, Oligos (Agilent), Illumina

GenespringGenespring RR

Puces AffymetrixPuces Affymetrix dChipdChip Array assistArray assist GenespringGenespring RR

InterprétationInterprétation Pathway assistPathway assist GenomatixGenomatix BDD InternetBDD Internet

Qualité / annotations des pucesQualité / annotations des puces

Lames cDNA ~8000 sondes Lames cDNA ~8000 sondes Étude tissus Arthrose vs Polyarthrite RhumatoïdeÉtude tissus Arthrose vs Polyarthrite Rhumatoïde

Points faibles:Points faibles: Annotations des sondesAnnotations des sondes Bruit de fond techniqueBruit de fond technique Bruit de fond biologiqueBruit de fond biologique Réplicats / dye-swap indispensablesRéplicats / dye-swap indispensables

Solution:Solution: Technologie industrielleTechnologie industrielle Annotations, mises à jour fréquentesAnnotations, mises à jour fréquentes

Devauchelle V. & al. Genes Immun. 2004 Dec.

Agilent

Academic

%flag

%sat

%bg

0

10

20

30

40

50

60

70

Compétence biostatistiqueCompétence biostatistique

Lames cDNA ~8000 sondes Lames cDNA ~8000 sondes Étude tissus de glandes salivaires de patients souffrant du Étude tissus de glandes salivaires de patients souffrant du

syndrome de Sjögrensyndrome de Sjögren

Difficultés:Difficultés: Importante variabilité biologiqueImportante variabilité biologique Hétérogénéité des patientsHétérogénéité des patients

Solutions:Solutions: Expertise bio statistiqueExpertise bio statistique Méthodes statistiques adaptées (cas par cas)Méthodes statistiques adaptées (cas par cas)

Gottenberg JE. & al. Proc Natl Acad Sci. 2006 Feb 21

Technologies différentesTechnologies différentes

Lames affymetrix U133A2plusLames affymetrix U133A2plus Étude synoviocytes issus de cultures Arthrose vs Étude synoviocytes issus de cultures Arthrose vs

Polyarthrite RhumatoïdePolyarthrite Rhumatoïde

Adaptation aux différentes technologies:Adaptation aux différentes technologies: Méthodes de normalisation / analyseMéthodes de normalisation / analyse Outils et méthodes statistiquesOutils et méthodes statistiques Logiciels spécifiquesLogiciels spécifiques

Solutions:Solutions: Outils standards polyvalents, paramétrables (R)Outils standards polyvalents, paramétrables (R) Interactions biostatistitiens - bioinformatitiensInteractions biostatistitiens - bioinformatitiens

Cagnard N & al. Eur Cytokine Netw. 2005 Dec.

Autour des pucesAutour des puces

Stockage des informations MIAMEStockage des informations MIAME

& gestion de données de puces& gestion de données de puces Types d’échantillonsTypes d’échantillons …… Protocoles, méthodes d’analyse statistiqueProtocoles, méthodes d’analyse statistique

Données brutes, normaliséesDonnées brutes, normalisées

Méta analysesMéta analyses

Traçabilité des échantillons, réactifs, diagnostics, puces, Traçabilité des échantillons, réactifs, diagnostics, puces, analysesanalyses