Minería de datos clínicos y biológicos en el proyecto EU-ADR. Laura I. Furlong (GRIBIMIM-UPF)

Minería de datos clínicos y
biológicos en el proyecto EU-ADR
Laura I. Furlong
Programa de Recerca en Informàtica Biomèdica (GRIB)
IMIM (Institut de Recerca Hospital del Mar)
Universitat Pompeu Fabra
IV Conferencia Anual de las Plataformas Tecnológicas de Investigación
Biomédica
28 de Febrero 2011
Uno de los objetivos del proyecto EU-ADR es el
diseño,
desarrollo
y
validación
de
un
sistema
computarizado de explotación de datos a partir de
historias clínicas y bases de datos biomédicos
para la detección temprana de efectos adversos a
los medicamentos.
Otro objetivo importante consiste en, una vez
detectada una señal, proveer una explicación
biológica plausible para cada señal:
sustanciación de la señal
Esquema de EU-ADR
EHR
EHR db IV
EHR db III
EHR db II
db I
Minería de textos
Mapeo de terminologías
Extracción de datos
Minería de datos
Detección de la señal
Minería de textos
Integración de datos
Sustanciación de la señal
Análisis de vías de
señalización
intracelular
Farmacología in-silico
Validación del sistema
EHR
dbs
Lista de señales
EHR
dbs
EHR
dbs
Extracción de datos
Detección de la señal
fármaco
evento
Señal
Sustanciación de la señal
fármaco
evento
metabolitos
Gen/proteína
Variantes de
secuencia (SNPs)
Vías de señalización intracelular
Filtrado de la señal
fármaco
evento
Filtrado de la señal
Hay evidencias previas de la existencia
de la señal?
fármaco
evento
•Búsqueda en repositorios públicos (ej. DailyMed,
DrugBank) mediante detección automática de
pares fármaco-evento
•Búsqueda en literatura biomédica mediante coocurrencia de conceptos y de asociaciones entre
términos MeSH*
*http://www.nlm.nih.gov/mesh/
Gen/proteína
Sustanciación mediante proteínas
fármaco
metabolitos
Sustanciación mediante vías de señalización
evento
Perfilado in silico de dianas de fármacos
Cuáles son las dianas del fármaco?
fármaco
Proteína
•Perfilado in silico de dianas de fármacos basado
en el conocimiento previo de dianas de relevancia
terapéutica.
•Descriptores moleculares 2D y modelos basados
en similitud estructural para perfilado de dianas
de fármacos
Perfilado in silico: metodología
Fármaco
ACL*
SHED, PHRAG, FPD
Descriptores moleculares 2D
Matriz de asociaciones fármaco-diana
Perfil de dianas
*ACL: Annotated Chemical Library
Asociaciones gen-enfermedad
Qué genes están relacionados con el
evento?
Gen/proteína
evento
•Búsqueda de asociaciones gen-enfermedad
utilizando la base de datos DisGeNET*
•DisGeNET:
• bases de datos revisadas por expertos (OMIM,
PharmGKB, CTD, UniProt)
• literatura biomédica mediante minería de textos
*http://ibi.imim.es/DisGeNET/DisGeNETweb.html
Red de asociación de genes alrededor de eventos de
interés para EU-ADR
Gen/proteína
Sustanciación mediante proteínas
fármaco
metabolitos
Sustanciación mediante vías de señalización
evento
Mapeo de proteínas a vías de señalización
Vías de señalización intracelular
En qué vías de señalización participan
las dianas del fármaco y las proteínas
asociadas al evento?
Gen/proteína
•Búsqueda en bases de datos públicas de vías de
señalización intracelular (KEGG, Reactome)
•Utilización de información acerca de la expresión
de proteínas en tipos celulares y tejidos
Implementación
SOAP webservices
In silico profiling
Análisis
Taverna workflows
ketoprofeno
Hemorragia
gastrointestinal
Perfilado in silico de dianas de
fármacos
Análisis de asociaciones
gen-enfermedad
hROAT1
NOS2
COX-1
COX-2
Interleukin-8
COX-1
ketoprofeno
Hemorragia
gastrointestinal
Perfilado in silico de dianas de
fármacos
Análisis de asociaciones
gen-enfermedad
hROAT1
NOS2
COX-1
COX-2
Interleukin-8
COX-1
ketoprofeno
Hemorragia
gastrointestinal
Perfilado in silico de dianas de
fármacos
Análisis de asociaciones
gen-enfermedad
hROAT1
hROAT1
ketoprofeno
COX-1
COX-1
Sustanciación de la señal
NOS2
NOS2
Hemorragia
COX-2
gastrointestinal
COX-2
binds to
Interleukin-8
Interleukin-8
is associated to
COX-1
COX-1
COX-1
Conclusiones
Hemos desarrollado un marco conceptual y
metodológico para la sustanciación automática de
señales obtenidas mediante minería de datos de
registros electrónicos de salud
El
sistema
integra
diferentes
métodos
bioinformáticos, tales como la minería de textos, el
perfilado in silico de dianas y el análisis de vías de
señalización.
La sustanciación automática de señales de
farmacovigilancia permitirá identificar las señales de
mayor interés para su posterior evaluación.
Agradecimientos