Vés al contingut

Fco. Xavier De la Cruz Montserrat

La nostra recerca principal té com a objectiu entendre les bases moleculars de la malaltia hereditària, integrant dos aspectes complementaris: l'impacte molecular de les variants causatives i l'efecte del perfil genètic sobre la propagació d'aquest impacte. A nivell tècnic, per assolir el nostre objectiu, integrem els resultats dels experiments genòmics més avançats (unicel·lular, Hi-C, etc.) utilitzant eines d'aprenentatge automàtic de darrera generació. Per millorar l'abast biomèdic de la nostra recerca, treballem en col·laboració amb grups clínics de diferents hospitals. Com a resultat d'aquests esforços, recentment hem fet avenços significatius en la comprensió de l'efecte funcional de les variants de proteïnes BRCA1/2 subjacents als càncers hereditaris de mama i d'ovari. Finalment, esmentar que també dediquem una part important dels nostres esforços a l'estudi fonamental dels processos epigenètics, per arribar a una visió completa de quins fenòmens contribueixen a la generació del fenotip i, més precisament, del fenotip clínic.

Institucions de les que formen part

Cap de grup
Bioinformàtica clínica i translacional
Vall Hebron Institut de Recerca
INTERESSOS
La nostra recerca s'enfoca en l'estudi de l'impacte de les mutacions patogèniques i la transformació dels resultats en models d'intel·ligència artificial (IA) útils clínicament.

DESTACAT
Vam assolir el segon lloc en la classificació dels grups al repte internacional de mètodes in silico, CAGI 5 (secció de càncers de mama/ovari heretats). Vam guanyar el premi al millor pòster de l'editor de 'Science' a HGM 2018 (Japó). L'any 2015 vam participar en la identificació de la signatura del glioblastoma en líquid cefalorraquidi (De Mattos-Arruda et al., Nature Communications, 6:8839), projecte que va guanyar el Premi "La Vanguardia de la Ciència".

INICIS (1990-2000)
.- Ph.D. Tesi (1990-1993), UPC, Barcelona). Vaig treballar en una relació entre àrees atòmiques
i les energies lliures (de la Cruz et al., J.Mol.Graphics, 10:96, 1992). Durant una estada al laboratori de van Gunsteren (ETH-Z, Zuric), em vaig desplaçar cap a l'estudi de la relació estructura/funció (de la Cruz et al., J. Mol. Biol., 236:1186, 1994).
Beques: FPI Generalitat (1990-93, UPC); EMBO a curt termini (1992, ETH-Z).

.- Estades postdoctorals (1993-2000)
Dues estades postdoctorals: NIH, EUA (4 anys) i UCL-EBI, Regne Unit (3 anys). En aquestes estades, vaig augmentar els meus coneixements sobre la relació estructura/funció (comparacions d'estructura 3D: de la Cruz i Lee, Protein Sci., 5:857, 1996; predicció de girs beta: de la Cruz et al., PNAS, 99: 11157, 2002).
Beques: Fogarty Fellowship (1993-97, EUA); beca MEC per a metges (1997); Humans
Frontier Science Program (HFSP) (1997-99, Regne Unit).

ACTUALITAT (2000-**) Professor de recerca ICREA
La nostra investigació té com a objectiu entendre/predir l'impacte de les variants patogèniques mitjançant la IA. El nostre enfocament inicial (Ferrer-Costa et al., J. Mol. Biol. 2002; Proteins, 2004; Bioinformatics, 2005) s'ha seguit àmpliament (>920 citacions). Després d'unir-nos a VHIR (2012) hem dissenyat un nou enfocament per a la predicció de la patogenicitat (Riera et al., Hum. Mut., 2016). Això va cristal·litzar en el model de variants BRCA1/2 (Padilla et al., Hum. Mut., 2019) que vam presentar al concurs internacional CAGI (vegeu més amunt). Hem desenvolupat aquest resultat per estendre'l al genoma clínic (Özkan et al., IJMS, 2020). La nostra experiència es reflecteix en les nostres col·laboracions (vegeu a continuació la nostra col·laboració amb E. Bhoj a l'Hospital Infantil de Filadèlfia).

També hem treballat en la regulació epigenètica de l'expressió gènica, on m'agradaria
destacar dues de les nostres publicacions (coautor corresponent en ambdues), una a PNAS (Pappa et al., 2019) sobre la prevenció de danys a l'ADN i el segon en Desenvolupament (Estarás et al., 2012) sobre la regulació del desenvolupament neuronal per JMJD3.

Contractes: Reincorporació MEC (2000-2001), Professor d'Investigació ICREA (2001-avui).

-Coneixements. Tenim una comprensió profunda de les bases moleculars de les malalties hereditàries. Tècnicament, som experts en el desenvolupament d'eines d'IA per a la predicció de la patogenicitat. Nosaltres també són competents en la caracterització estructural/funcional de mutacions de proteïnes utilitzant enfocaments computacionals/bioinformàtics.

- Col·laboracions internacionals. Tenim una col·laboració contínua amb E. Bhoj (Childrens
Hospital de Filadèlfia) per a la caracterització clínica de variants d'histona H3.3. Aquest treball
ha donat lloc a una publicació d'alt impacte (Bryant et al., Science Advances, 2020) en la qual
el nostre grup va liderar les anàlisis in silico de tot el consorci (137 autors) en un estudi que va resultar en el descobriment d'un nou trastorn neurodegeneratiu.

-Tesis dirigides. He dirigit 11 doctorats. tesis. La majoria dels alumnes treballen
en bioinformàtica/computació.

Línies de recerca

Predicció de mutacions patològiques

En els darrers anys hem orientat la nostra recerca al desenvolupament d'eïnes bioinformàtiques aplicades a la predicció de mutacions patològiques en proteïnes (PMID: 11812146, 15390262, 15879453, 16208716, 17059831). Per assolir aquest objectiu hem seguit un protocol de dues passes. En primer lloc, hem caracteritzat les mutaciones patològiques en termes de propietats de seqüència, estructura i evolució. En segon lloc, hem fet servir aquests resultats per identificar aquells paràmetres amb un poder predictiu més gran. Posteriorment, hem utilitzat aquests paràmetres per "entrenar" una xarxa neuronal que ens ha proporcionat un model empíric que permet l'identificació de mutacions patològiques, amb una tasa d'encert moderadament elevada (prop del 70%; PMID: 15390262, 15879453, 16208716).

En aquests moments estem aplicant aquesta aproximació al cas de patologies concretes. Pensem que aquest és un pas natural vers el desenvolupament d'una medicina personalitzada. Dins d'aquest context, estem caracteritzant l'impacte de les mutacions causants de la malaltia de Fabry sobre l'estructura i la funció de l'alfa-galactosidasa. Seguim l'aproximació descrita més amunt, però en aquest cas ens beneficiem de la col.laboració estreta amb el grup del Dr. Joan Montaner.

IP: Fco. Xavier De la Cruz Montserrat

Projectes

Una aproximación traslacional a la interpretación de variantes de secuencia en proteínas: integrando impacto molecular, regulación por el entorno genético y coste clínico

IP: Fco. Xavier De la Cruz Montserrat
Col·laboradors: Natalia Padilla Sirera
Entitat finançadora: Ministerio de Ciencia e Innovación-MICINN
Finançament: 133100
Referència: PID2019-111217RB-I00
Durada: 01/06/2020 - 31/05/2023

Ministerio de Ciencia

Nuevas aproximaciones para identificar variantes patogénicas en experimentos de secuenciación masiva basadas en la integración de impacto molecular e información biomédica

IP: Fco. Xavier De la Cruz Montserrat
Col·laboradors: -
Entitat finançadora: Ministerio Economía, Industria y Competitividad
Finançament: 96800
Referència: SAF2016-80255-R
Durada: 30/12/2016 - 29/12/2019

PIREPRED: Sol·licitud de projecte coordinat per part del departament de Bioinformàtica Translacional juntament amb 5 altres centres.

IP: Fco. Xavier De la Cruz Montserrat
Col·laboradors: -
Entitat finançadora: EUROPEAN COMMISSION
Finançament: 100888.78
Referència: PIREPRED_INTERREG POCTEFA2015
Durada: 01/09/2016 - 30/06/2021

Desarrollo de herramientas bioinformáticas para la predicción y compresión de dos rasgos fundamentales de las patologías hereditarias: severidad y fenotipo tisular

IP: Fco. Xavier De la Cruz Montserrat
Col·laboradors: Miriam Izquierdo Sans
Entitat finançadora: Fundació Institut de Recerca HUVH
Finançament: 45135
Referència: PRED-VHIR-2013-06
Durada: 26/09/2014 - 25/09/2017

Professionals relacionats

Natalia Padilla Sirera

Natalia Padilla Sirera

Tècnic de recerca
Bioinformàtica clínica i translacional
Llegir més
Selen Ozkan

Selen Ozkan

Investigador predoctoral
Bioinformàtica clínica i translacional
Llegir més
Fco. Xavier De la Cruz Montserrat

Fco. Xavier De la Cruz Montserrat

Cap de grup
Bioinformàtica clínica i translacional
Llegir més

Subscriu-te als nostres butlletíns i forma part de la vida del Campus

El Vall d’Hebron Barcelona Hospital Campus és un parc sanitari de referència mundial on assistència, recerca, docència i innovació es donen la mà.