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

1. 1ére Journée « Biologie des systèmes » de l’université René Descartes F. Letourneur / N. Cagnard Plate forme séquençage et génomique de l’Institut Cochin Implantation et utilisation de l’analyse du transcriptome : l’expérience de l’Institut Cochin

2. L’Institut Cochin • 40 équipes de recherches • 15 plateaux techniques • PF séquençage et génomique : • Séquençage et génotypage / PCRq temps réel / microarray • Audit : demande d’une activité microarray : ARN Analyse des données • Collaboration équipe G. Chiocchia / PF • Bilan audit : - Compétences bio informatiques et statistiques - Premières mauvaises expériences…

3. Une plate forme micro array idéale… intégration de compétences complémentaires Objectifs expérimentaux et contraintes?Population, Contrôles, Facteurs, échantillons Analyse fonctionnelle des données ???.. Conclusions biologiques ? Etude de pathways Modelisation protocole expérimental Analyse stat des données Traitement signal Élimination des biais techniques Filtrage des données Normalisation du signal Hypothèses statistiques Tests paramétriques P values

4. Limiter les biais techniques Compétences biologistes 1°/ Contrôles qualité Bioanalyseur 2100 Nanodrop Four à hybridation RIN = ? 2°/ Standardisation des expériences 3°/ Amélioration de la qualité des lames 2003 et 2004 : lames cDNA 2004 : lames oligo Agilent, RNG 2005 : chip Affymetrix

5. 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

6. Perspectives 2006 Structurer une équipe statutaire de bio info-bio stat en commun pour les équipes de Cochin et Necker : regroupement des compétences, des outils ; gestion et analyse de projets impliquant des données haut débit ; interface entre biologistes et mathématiciens. Bio informaticiens Bio statisticien

7. Bilan d’une partie de l’activité depuis 2004 Études publiées - Syndrome de Sjogren / 40 lames cDNA / G. Chiocchia Activation of INF pathways and plasmacytoid dendritic cell recruitment in target organs of primary Sjogren’s syndrome - Gottenberg et al. PNAS USA 2006 feb 21, 103 - 8 - Polyarthrite rhumatoide / 17 puces Affymetrix U133A2 / G. Chiocchia Interleukin 32, CCL2, PF4F1 and GFD10 are the only cytokine/chemokine genes diffrentially expressed by in vitro cultured rheumatoid and osteoarthritis fibroblast like synoviocytes – Cagnard et al. Eur Cytokine Netw 2005 dec;16 (4) : 289-92 Étude non publiée : • Comparaison de 2 types de lames oligo longs commerciales / 2 X 6 lames oligos Étude en cours d’analyse Tumeurs hépatiques mutées ou pas pour la voie Béta caténine / 18 lames Agilent 22k / C. Cavard Transcriptome de synoviocytes en culture transfectées par SiRNA / technologie Illumina

8. Plate-forme = collaboration Biologistes Biostatisticien Bioinformaticien

9. Analyse statistique des échantillons, matériel biologique • Type de microarray • Echantillons (pré analyse) • Questions biologiques Pré analyse Analyse statistique Plan expérimental Matériel (Puces, échantillons) Questions biologiques Résultats pré analyse Caractéristiques statistiques Phases d’interactions Expérience microarray • Recherche de pathways • GO • Etc… Interprétations

10. Activité bioinformatique / puces à ADN Équipe (Chiocchia – Bréban Institut Cochin) Mise en place et gestion d’une BDD clinique et biologique Études microarray Développement d’outils 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

11. Outils analyse / interprétation • Analyse statistique • Puces ADNc, Oligos (Agilent), Illumina • Genespring • R • Puces Affymetrix • dChip • Array assist • Genespring • R • Interprétation • Pathway assist • Genomatix • BDD Internet

12. 70 60 50 40 30 20 %bg 10 %sat 0 %flag Agilent Academic Qualité / annotations des puces • Lames cDNA ~8000 sondes • Étude tissus Arthrose vs Polyarthrite Rhumatoïde • Points faibles: • Annotations des sondes • Bruit de fond technique • Bruit de fond biologique • Réplicats / dye-swap indispensables • Solution: • Technologie industrielle • Annotations, mises à jour fréquentes Devauchelle V. & al. Genes Immun. 2004 Dec.

13. Compétence biostatistique • Lames cDNA ~8000 sondes • Étude tissus de glandes salivaires de patients souffrant du syndrome de Sjögren • Difficultés: • Importante variabilité biologique • Hétérogénéité des patients • Solutions: • Expertise bio statistique • Méthodes statistiques adaptées (cas par cas) Gottenberg JE. & al. Proc Natl Acad Sci. 2006 Feb 21

14. Technologies différentes • Lames affymetrix U133A2plus • Étude synoviocytes issus de cultures Arthrose vs Polyarthrite Rhumatoïde • Adaptation aux différentes technologies: • Méthodes de normalisation / analyse • Outils et méthodes statistiques • Logiciels spécifiques • Solutions: • Outils standards polyvalents, paramétrables (R) • Interactions biostatistitiens - bioinformatitiens Cagnard N & al. Eur Cytokine Netw. 2005 Dec.

15. Autour des puces • Stockage des informations MIAME & gestion de données de puces • Types d’échantillons • … • Protocoles, méthodes d’analyse statistique • Données brutes, normalisées • Méta analyses • Traçabilité des échantillons, réactifs, diagnostics, puces, analyses