Determinación de marcas epigenéticas específicas de tejido para la identificación del origen de las vesículas circulantes

Abstract

El presente Trabajo Final de Máster (TFM) pretende dar respuesta a la necesidad de identificar el origen de las vesículas extracelulares circulantes. Así teniendo en cuenta que las vesículas extracelulares contienen material genético de la célula progenitora, incluyendo ADN genómico, y que cada tipo celular tiene un patrón epigenético específico, el objetivo principal de este TFM es la aplicación de métodos y herramientas bioinformáticas en datos epigenéticos depositados en bases de datos públicos, para el diseño y el desarrollo de un algoritmo clasificador de marcadores epigenéticos capaz de diferenciar entre tejidos. Para alcanzar el objetivo principal se han analizado los datos referentes a la metilación de DNA de un total de 252 experimentos, agrupados en 24 clústers específicos de tejido o tipo celular, y mediante la creación de una función (BiosourceMapper) se han identificado posiciones o loci diferencialmente metilados para el tejido o tipo celular seleccionado, así como las regiones enriquecidas en posiciones diferencialmente metiladas. Además para mejorar la visualización e interpretación de los datos se ha creado la aplicación shiny Biosource Mapper App, que permite poden acceder y analizar los resultados generados durante este TFM a cualquier usuario. La principal conclusión obtenida es que mediante el análisis bioinformático del patrón de metilación con la función BiosourceMapper implementada en la aplicación Biosource Mapper App es posible obtener marcas específicas de tejido.

The aim of this Final Master's Project (FMP) is to identify the origin of circulating extracellular vesicles. Taking into account that the extracellular vesicles contain genetic material from the progenitor cell, including genomic DNA, and that each cell type has a specific epigenetic pattern, the main objective of this FMP is the application of bioinformatic methods and tools on epigenetic data deposited in public repositories, for the design and development of an algorithm based on epigenetic marks to differentiate between tissues. To achieve this objective, the DNA methylation data from a total of 252 experiments, grouped in 24 tissuespecific or cell-type clusters, were analyzed and positions or loci were identified by creating a function (BiosourceMapper). Differentially methylated positions specific for the tissue or cell type selected, as well as regions enriched in differentially methylated positions, were found. Furthermore, to improve the visualization and interpretation of the data, the shiny Biosource Mapper App has been created, allowing users to access and analyze the results generated within this TFM. The main conclusion obtained is that bioinformatic analysis of the methylation pattern with the BiosourceMapper function implemented in the Biosource Mapper App identify specific tissue marks.

El present Treball Final de Màster (TFM) pretén donar resposta a la necessitat d'identificar l'origen de les vesícules extracel·lulars circulants. Així tenint en compte que les vesícules extracel·lulars contenen material genètic de la cèl·lula progenitora, incloent ADN genómico, i que cada tipus cel·lular té un patró epigenètic específic, l'objectiu principal d'aquest TFM és l'aplicació de mètodes i eines bioinformátiques en dades epigenètiques dipositades en bases de dades públics, per al disseny i el desenvolupament d'un algorisme classificador de marcadors epigenètics capaç de diferenciar entre teixits. Per aconseguir l'objectiu principal s'han analitzat les dades referents a la metilació de DNA d'un total de 252 experiments, agrupats en 24 clústers específics de teixit o tipus cel·lular, i mitjançant la creació d'una funció (BiosourceMapper) s'han identificat posicions o loci diferencialment metilados per al teixit o tipus cel·lular seleccionat, així com les regions enriquides en posicions diferencialment metiladas. A més per millorar la visualització i interpretació de les dades s'ha creat l'aplicació shiny Biosource Mapper App, que permet podin accedir i analitzar els resultats generats durant aquest TFM a qualsevol usuari. La principal conclusió obtinguda és que mitjançant l'anàlisi bioinformático del patró de metilación amb la funció BiosourceMapper implementada en l'aplicació Biosource Mapper App és possible obtenir marques específiques de teixit.