Sobre el VHIR
Al Vall d’Hebron Institut de Recerca (VHIR) promovem la recerca biomèdica, la innovació i la docència. Més de 1.800 persones busquen comprendre les malalties avui per millorar-ne el tractament demà.
Recerca
Treballem per entendre les malalties, saber com funcionen i crear millors tractaments per als pacients. Coneix els nostres grups i les seves línies de recerca.
Persones
Les persones són el centre del Vall d'Hebron Institut de Recerca (VHIR). Per això ens vinculem amb els principis de llibertat de recerca, igualtat de gènere i actitud professional que promou l’HRS4R.
Assaigs clínics
La nostra tasca no és només bàsica o translacional; som líders en recerca clínica. Entra per saber quins assaigs clínics estem duent a terme i perquè som referent mundial en aquest camp.
Progrés
Volem que la recerca que es fa al Vall d’Hebron Institut de Recerca (VHIR) sigui un motor de transformació. Com? Identificant noves vies i solucions per fomentar la salut i el benestar de les persones.
Core facilities
Oferim un suport especialitzat als investigadors tant interns com externs, des d’un servei concret fins a l’elaboració d’un projecte complet. Tot, amb una perspectiva de qualitat i agilitat de resposta.
Actualitat
Et donem una porta d’entrada per estar al dia de tot el que passa al Vall d’Hebron Institut de Recerca (VHIR), des de les últimes notícies fins a les activitats i iniciatives solidàries futures que estem organitzant.
L'objectiu principal de la nostra recerca és la comprensió de la base molecular de les malalties hereditàries, integrant dos aspectes complementaris: l'impacte molecular de les variants genètiques i l'efecte regulador de l'entorn genètic. A nivell tècnic, per aconseguir el nostre objectiu, integrem els resultats dels experiments genòmics més avançats —single-cell RNA sequencing (scRNA-seq), next-generation sequencing (NGS), etc.— mitjançant eines d’aprenentatge automàtic.
El fruit dels nostres esforços ha donat lloc a uns avenços substancials en la comprensió de l'efecte funcional de les variants genètiques en les proteïnes BRCA1/2, associades als càncers hereditaris de mama i ovari. Tot això ha cristal·litzat en la nostra segona posició en la classificació de grups en la competició internacional CAGI 5, celebrada el 2019.
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
Single-cell techniques can characterize cells in terms of different molecular properties and, usually, at a genome-wide scale, e.g., the gene-expression pattern of the entire genome, epigenetic marks, etc. A distinguishing characteristic of these techniques is their intrinsically large-scale nature, which ties their clinical application in biomedicine to the development of data analysis and AI techniques. In this project, we are interested in scRNAseq for two main reasons. First, it allows a simple approach to close the gap between molecular and cell-level understanding of the hereditary disease. Additionally, since scRNAseq was one of the first single-cell techniques to be developed, many datasets are publicly available (Moreno et al., 2022). This opens the door to addressing a biomedically relevant problem (Duan et al., 2020; Lähneman et al., 2020): the understanding of cell identity in molecular terms, using machine learning techniques. The resulting conceptual framework can be applied to relevant challenges in the clinical analysis of scRNAseq experiments, e.g., the assignment of cell identities in breast tumor samples. In this project, we focus on this problem, devising an original approach to bridge the gap between interactome and cellular identity.
Various studies show how the loss of specific interactions/network disruptions, contribute to the origin of hereditary disease (Luck et al., 2020; Sahni et al., 2015; Cheng et al., 2021). That is, it is relatively straightforward to relate the pathogenic impact of variants with changes in protein interaction patterns. In parallel, descriptions of the human interactome are becoming available (Luck et al., 2020) together with results confirming the intimate relationship between interactome and cell identity (Ye et al., 2018; Mohammady et al., 2019). We propose that this wealth of data enables the development of an innovative, data-driven model. This model would relate interactome and cell identity and could be applied to single-cell studies of breast tissue in both healthy individuals and cancer patients.
BIBLIOGRAPHY
.- Cheng, F., Zhao, J., Wang, Y., Lu, W., Liu, Z., Zhou, Y., Martin, W.R., Wang, R., Huang, J., Hao, T., et al. (2021). Comprehensive characterization of protein–protein interactions perturbed by disease mutations. Nat. Genet. 53, 342–353.
.- Duan, B., Zhu, C., Chuai, G., Tang, C., Chen, X., Chen, S., Fu, S., and Liu, Q. (2020). Learning for single-cell assignment. Sci. Adv. 6, eabd0855.
.- Lähnemann, D., Köster, J., Szczurek, E., McCarthy, D.J., Hicks, S.C., Robinson, M.D., Vallejos, C.A., Campbell, K.R., Beerenwinkel, N., Mahfouz, A., et al. (2020). Eleven grand challenges in single-cell data science (Genome Biology).
.- Luck, K., Kim, D.K., Lambourne, L., Spirohn, K., Begg, B.E., Bian, W., Brignall, R., Cafarelli, T., Campos-Laborie, F.J., Charloteaux, B., et al. (2020). A reference map of the human binary protein interactome. Nature 580, 402–408.
.- Mohammadi, S., Davila-Velderrain, J., and Kellis, M. (2019). Reconstruction of cell-type specific interactomes at single-cell resolution. Cell Syst. 9, 559–568.
.- Moreno, P., Fexova, S., George, N., Manning, J.R., Miao, Z., Mohammed, S., MuñozPomer, A., Fullgrabe, A., Bi, Y., Bush, N., et al. (2022). Expression Atlas update: Gene and protein expression in multiple species. Nucleic Acids Res. 50, D129–D140.
.- Sahni, N., Yi, S., Taipale, M., Fuxman Bass, J.I., Coulombe-Huntington, J., Yang, F., Peng, J., Weile, J., Karras, G.I., Wang, Y., et al. (2015). Widespread macromolecular interaction perturbations in human genetic disorders. Cell 161, 647–660.
.- Ye, Z., and Sarkar, C.A. (2018). Towards a quantitative understanding of cell identity. Trends Cell Biol. 28, 1030–1048.
IP: -
IP: Fco. Xavier De la Cruz Montserrat Col·laboradors: Miriam Izquierdo Sans, Javier Guerrero Flores Entitat finançadora: Ministerio de Ciencia e Innovación-MICINN Finançament: 111758 Referència: PREP2022-000566 Durada: 01/02/2024 - 31/01/2028
IP: Fco. Xavier De la Cruz Montserrat Col·laboradors: Advancing towards precision diagnostics using a mechanistic understanding of disease processes: from variant interpretation to s, Advancing towards precision diagnostics using a mechanistic understanding of disease processes: from variant interpretation to s Entitat finançadora: Ministerio de Ciencia e Innovación-MICINN Finançament: 262500 Referència: PID2022-142753OB-I00 Durada: 01/09/2023 - 31/08/2026
Doctorand: Luz Marina Porras Monroy Director/s: Fco. Xavier De la Cruz Montserrat Universitat: Universitat de Barcelona Any: 2023
Doctorand: Selen Ozkan , Selen Ozkan , Selen Ozkan Director/s: Fco. Xavier De la Cruz Montserrat Universitat: Universitat de Barcelona Any: 2023
Doctorand: Natalia Padilla Sirera, Natalia Padilla Sirera, Natalia Padilla Sirera Director/s: Fco. Xavier De la Cruz Montserrat Universitat: Universidad Autònoma de Barcelona Any: 2020
Doctorand: Elena Álvarez de la C Crespo Director/s: Fco. Xavier De la Cruz Montserrat Universitat: Universitat de Barcelona Any: 2019
Doctorand: Francisco Martín Bandera Director/s: Fco. Xavier De la Cruz Montserrat Universitat: Universitat de Barcelona Any: 2018
Doctorand: Oscar Marín Sala Director/s: Fco. Xavier De la Cruz Montserrat Universitat: Universidad Autònoma de Barcelona Any: 2017
Doctorand: Maria Casandra Riera Ribas Director/s: Fco. Xavier De la Cruz Montserrat Universitat: Universidad Autònoma de Barcelona Any: 2016
L’AIDAY 2026 ha posat en valor les iniciatives, infraestructures i projectes en IA que ja s’estan desenvolupant al Campus.
El Grup de Bioinformàtica Clínica i Translacional del VHIR s'ha encarregat de l’anàlisi computacional de dos estudis genètics internacionals liderats pel Children’s Hospital of Philadelphia.
El grup de Bioinformàtica Clínica i Translacional posa en marxa el projecte per utilitzar la intel·ligència artificial més puntera en la identificació de variants patogèniques.