Se rendre d’un point A à un point B n’a jamais été aussi facile grâce aux cartes numériques sur nos smartphones. D’un simple glissement de doigt, nous pouvons planifier un itinéraire vers l’épicerie, explorer un sentier de randonnée ou choisir une destination de vacances parfaite. Bientôt, les chercheurs biomédicaux disposeront d’un outil similaire pour naviguer facilement dans le vaste réseau de cellules du corps humain.

Le Programme de l’Atlas biomoléculaire humain, ou HuBMAP, est un consortium international de chercheurs dont l’objectif commun est de développer un atlas mondial des cellules saines du corps humain. Une fois terminée, la ressource sera mise gratuitement à la disposition des développeurs de médicaments et des chercheurs cliniques qui pourraient l’utiliser pour façonner le développement de traitements médicaux spécialisés.

Dr Johnathan Silverstein

L’idée derrière HuBMAP s’apparente au projet du génome humain des National Institutes of Health, qui a séquencé chaque gène du corps humain. Achevée il y a près de 20 ans, cette entreprise massive a lancé une renaissance de la recherche clinique et jeté les bases d’approches innovantes en matière de thérapies géniques. Mais au lieu de collecter des informations génétiques au niveau de l’organisme entier, HuBMAP va plus loin dans le but de cartographier l’expression des gènes, des protéines, des métabolites et d’autres informations dans différents types de cellules à travers divers organes et tissus.

La prochaine étape de la transformation de cette vaste richesse de données en un outil convivial est gérée par les bioinformaticiens de l’ Université de Pittsburghle Centre de supercalcul de Pittsburgh (PSC), Université Carnegie Mellon (CMU) et Université de Stanford. Les équipes ont récemment reçu un financement renouvelé de 20 millions de dollars des NIH pour poursuivre ces efforts.

« Créer un écosystème capable de connecter toutes les différentes données en une seule grande ressource de connaissances est un travail difficile, mais c’est dans ce domaine que cette équipe possède une expertise particulière. Nous sommes doués pour intégrer toutes sortes de logiciels et les faire fonctionner », a déclaré le Co-responsable du composant d’infrastructure et d’engagement HuBMAP de Pittsburgh, le Dr Jonathan Silverstein, professeur au Département d’informatique biomédicaleà Pitt.

L’équipe, dirigée par Silverstein, qui est également directeur de l’informatique de recherche chez Pitt et UPMC Institut de médecine de précision, et le directeur scientifique de la CFP, le Dr Phil Blood, se lanceront dans un long voyage d’annotation de grandes quantités de données au niveau moléculaire provenant de milliers d’échantillons de tissus prélevés dans plus de 60 établissements à travers le pays. Une infrastructure de cloud hybride maintenue et développée localement pour l’intégration de données et le développement de logiciels est utilisée pour transformer la bibliothèque résultante de signatures génétiques et protéiques de cellules saines en une carte complète.

Le composant Des outils de calcul HuBMAP, dirigé par le Dr Matthew Ruffalo du département de biologie computationnelle de l’UMC, a développé des pipelines de calcul pour le traitement de ces ensembles de données moléculaires, permettant une intégration efficace des données entre les types de données, les tissus et plus encore.

L’équipe est également impliquée dans des projets visant à créer un atlas des cellules vieillissantes et sénescentes (SenNet) et l’élaboration d’un cadre pour l’étude des marqueurs moléculaires du cancer du sein.

« En plus de la recherche, les consortiums HuBMAP et SenNet contribuent vraiment à façonner l’écosystème et la culture autour des projets que ce travail aura un impact », a déclaré Kay Metis, gestionnaire de programme SenNet chez Pitt. « Ce projet a le potentiel d’avoir un impact sur la recherche sur la maladie d’Alzheimer et le vieillissement et de faire une grande différence dans l’orientation de la recherche médicale à l’avenir. J’aime faire partie de l’effort pour contribuer à l’impact social de ce qu’un projet de cette envergure peut accomplir. »