Elaboración de software para el diseño de microarreglos específicos para la detección de virus de papiloma humano a partir de huellas genómicas universales

Abstract

ABSTRACT: A new bioinformatic program able to design specific microarrays was developed for very similar organism identification. Human papilloma virus (HPV) was selected as biological model because its implication on cancer development and because the high similarity among their different types. Perl language was selected because its orientation to biological data management and its high data mining potential. Probe selection software: PSS reads the genomic fingerprint and extracts specific probes. The program gets from the fingerprint all the hybridized probes and evaluates each one sorting the probes by the number of organisms that hybridizes with. It stores both organism and probes number, if the probe was positive for the entire group it´s stored as shared probe. If the probe is positive just for one organism, it´s stored as a specific probe for that organism (it will not hybridize with another organism). The program repeats this for all the probes and produces two outputs: a file with the shared probes list and a file with the organism specific probes. Besides there are screen data as the probe number, organism number, shared probes number, specific probes number and how many organisms have specific probes. 106 genomic fingerprints were generated. Using the PSS a group of probes for a specific microarray able to identify risk groups and some types was selected. The designed microarray was in silico probed with ten different viral types.

RESUMEN: Se desarrolló un programa bioinformático capaz de diseñar parcial o totalmente microarreglos específicos con el fin de identificar organismos que sean muy semejantes entre ellos. Se eligió como modelo biológico el virus de papiloma humano (HPV) dada su implicación en el desarrollo de cáncer y la alta semejanza entre sus tipos. Se seleccionó el lenguaje Perl por su orientación al manejo de datos biológicos y por su gran potencial en minería de datos. El programa de selección de sondas: PSS analiza huellas genómicas para extraer sondas especificas. El programa toma de la huella genómica todas las sondas que se hibridaron y las evalúa una a una. Primero calcula el número de organismos con los que la sonda ha dado hibridación, si la sonda fue positiva para todos los organismos del grupo la almacena como sonda común (que hibridará con todo el grupo evaluado), si la sonda ha hibridado con solo un organismo, la almacena como sonda específica para ese organismo (no hibridará con otro). El programa genera un registro para cada organismo en el que va agregando las sondas específicas para él. Prosigue con todas las sondas y finalmente nos otorga dos archivos. Un archivo en el que nos da la lista de sondas comunes y otro archivo en el que nos da las sondas especificas para cada organismo analizado. Además en pantalla se obtienen datos como: el número de sondas, el número de organismos, el número de sondas comunes, el número de sondas específicas y los organismos que contienen sondas específicas. Se generaron las huellas genómicas de 106 tipos virales de HPV y de los grupos de alto y bajo riesgo. Con el PSS se seleccionaron sondas para un microarreglo específico capaz de identificar grupos de riesgo de HPV y algunos tipos. El microarreglo diseñado se probó in silico con 10 tipos virales distintos.