Diseño y desarrollo de una aplicación web para la comparación de perturbaciones transcriptómicas

Abstract

Los ensayos preclínicos en basket se basan en comparar los mecanismos de acción por los que distintos células tumorales desarrollan su actividad para encontrar dianas que sean comunes. El proyecto LINCS trabaja creando un catálogo que recoge los cambios de expresión de genes tras la exposición de distintos tipos de células humanas a agentes, convirtiendo estos agentes en potenciales antitumorales. Los catálogos recogen informaciones sobre los experimentos que se han llevado a cabo y la variación de expresión de los genes, firmas. El proyecto también proporciona a desarrolladores de software elementos informáticos que permiten la consulta rápida de estos catálogos y extraer información de ellos. Con estos antecedentes en la presente memoria se plantea el diseño y desarrollo de un prototipo de aplicación web que permita prestar servicio a investigadores en la búsqueda de antitumorales utilizando las herramientas ofrecidas por el Broad Institute, encargado del proyecto LINCS. El prototipo de esta aplicación está desarrollada en el lenguaje Java, utilizando como núcleo principal las clases CMapJ, cuyo fin es el de recorrer ficheros con extensión .gctx que recogen los datos de expresión de genes, firmas, en una matriz de datos, y los metadatos experimentales con las condiciones para obtener dichas firmas. El resultado del trabajo ha sido un prototipo de aplicación web capaz de recorrer ficheros .gctx y comparar las firmas incluidas en ellos con firmas proporcionadas por el investigador para ayudar en la búsqueda de tratamientos a partir de otros ya existentes, mostrándole la información de esas condiciones.

Els assajos preclínics basket es basen en comparar els mecanismes d'acció pels quals diferents cèl·lules tumorals desenvolupen la seva activitat per trobar dianes que siguin comuns. El projecte LINCS treballa creant un catàleg que recull els canvis d'expressió de gens després de l'exposició de diferents tipus de cèl·lules humanes a agents, convertint aquests agents en potencials antitumorals. Els catàlegs recullen informacions sobre els experiments que s'han dut a terme i la variació d'expressió dels gens, signatures. El projecte també proporciona als desenvolupadors de programari elements informàtics que permeten la consulta ràpida d'aquests catàlegs i extreure informació d'ells. Amb aquests antecedents en la present memòria es planteja el disseny i desenvolupament d'un prototip d'aplicació web que permeti prestar servei a investigadors en la recerca de antitumorals utilitzant les eines ofertes pel Broad Institute, encarregat del projecte LINCS. El prototip d'aquesta aplicació està desenvolupada en el llenguatge Java, utilitzant com a nucli principal les classes CMapJ, el fi és el de recórrer fitxers amb extensió .gctx que recullen les dades d'expressió de gens, signatures, en una matriu de dades, i els metadades experimentals amb les condicions per obtenir aquestes signatures. El resultat del treball ha estat un prototip d'aplicació web capaç de recórrer fitxers .gctx i comparar les firmes incloses en ells amb firmes proporcionades per l'investigador per ajudar en la recerca de tractaments a partir d'altres ja existents, mostrant-li la informació d'aquestes condicions.

In basket preclinical trials aim to compare the pathways through different types of tumoral cells have their activity to find common targets. LINCS Project Works on the creation of a catalog containing gene expression changes after human cell exposure to agents, turning them in potential anti-tumoral agents. Within the catalogs is possible to find information about experimental conditions and gene expression changes, called signatures. The project also provides some programming tools for software developers to fast query these catalogs to get information from them. Considering the above description, the current manuscript presents the design and develop of a web application protytpe based on the code provided by the Broad Institute, host of LINCS project, to help researchers to find antitumorals. The prototype of this app is developed in Java programming language, using as main core the CMapJ classes, which are able to read files with .gctx extension that contains the gene expression data in data matrix, the signatures, and the experimental metadata describing the experimental conditions to obtain those signatures. The final result of this work is a web application prototype able to extract information of .gctx files in order to compare with other signatures obtained, experimentally, by the researcher. In consequence, the researcher might infere antitumoral behaviour by comparing with previous antitumoral investigations.