ImmunoDB: a web based tool to analyze preclinical data Rosa LAVIERI a - PowerPoint PPT Presentation

ImmunoDB: a web based tool to analyze preclinical data Rosa LAVIERI a Gilberto FILACI b Daniela FENOGLIO b and Mauro GIACOMINI a,1 a Department of Informatics, Bioengineering, Robotics and System Engineering (DIBRIS), University of Genoa, Via Opera Pia 13, 16145 Genoa, Italy b Centre of Excellence for Biomedical Research (CEBR), University of Genoa, Italy

Drug ¡discovery ¡and ¡development… ¡ GX301 vaccine ¡ • Results ¡from ¡laboratory ¡research ¡become ¡the ¡basis ¡for ¡an ¡inves9ga9onal ¡new ¡drug ¡ and ¡an ¡applica9on ¡seeks ¡permission ¡to ¡use ¡the ¡drug/therapy ¡in ¡clinical ¡trial. ¡ ¡ ¡ • ¡Combining ¡or ¡integra9ng ¡the ¡data ¡sets ¡with ¡similar ¡basic ¡hypotheses ¡can ¡help ¡ reduce ¡study ¡bias, ¡increase ¡sta9s9cal ¡power ¡and ¡improve ¡overall ¡biological ¡ understanding ¡. ¡ ¡

The ¡project ¡ImmunoDB… ¡ ImmunoDB ¡it ¡has ¡been ¡created ¡from ¡a ¡ collabora9on ¡between ¡the ¡Medinfo ¡ Laboratory ¡of ¡DIBRIS ¡and ¡the ¡clinical ¡ immunology ¡unit ¡at ¡CEBR. ¡ ¡ • ImmunoDB is a user-friendly and flexible tool developed to easily store and manage relational large amount of data in order to prepare them for a correct statistical analysis. • ImmunoDB was used for the analysis of data obtained from an in vitro study done for assess the immunogenicity of the four telomerase peptides included in the GX301 vaccine.

The ¡in ¡vitro ¡study ¡was ¡done ¡for ¡asses ¡the ¡immunogenecity ¡ of ¡the ¡GX301 ¡vaccine. ¡ The ¡vaccine ¡GX301 ¡has ¡completed ¡a ¡Phase ¡I/II ¡trial ¡in ¡Italy ¡to ¡evaluate ¡safety ¡and ¡ immune ¡responses ¡in ¡paLents ¡with ¡prostate ¡and ¡renal ¡cancer ¡with ¡very ¡ encouraging ¡results. ¡ StaLsLcal ¡tools ¡ ImmunoDB ¡ ¡ Experimental ¡ In ¡vitro ¡experiments ¡ ¡ DATA ¡ ¡ GX301 ¡vaccine ¡ ABCD ¡ ¡ A+B+C+D ¡ • In ¡this ¡study ¡the ¡blood ¡samples ¡from ¡21 ¡healthy ¡subjects ¡were ¡used ¡to ¡purify ¡the ¡peripheral ¡ blood ¡mononuclear ¡cells ¡(PBMC). ¡ • Two ¡procedures ¡were ¡adopted ¡to ¡perform ¡the ¡analyses ¡on ¡cells ¡obtained ¡from ¡human ¡blood: ¡ ELISPOT ¡and ¡IS ¡(cytokine ¡intracellular ¡staining ¡)by ¡flow ¡cytometry. ¡ ¡ • The ¡experimental ¡protocol ¡was ¡conceived ¡in ¡order ¡to ¡analyze ¡in ¡vitro ¡the ¡immunogenicity ¡of ¡ the ¡four ¡telomerase ¡pepLdes ¡(A,B,C,D) ¡present ¡in ¡the ¡vaccine ¡GX301, ¡tested ¡separately ¡or ¡in ¡ combinaLon(A+B+C+D) ¡ • To ¡this ¡aim, ¡the ¡frequency ¡of ¡responders ¡and ¡the ¡frequency ¡of ¡pepLde-­‑specific ¡T ¡cells ¡was ¡also ¡ taken ¡into ¡consideraLon ¡as ¡a ¡measure ¡of ¡the ¡intensity ¡of ¡the ¡T ¡cell ¡response ¡in ¡responders. ¡

Why ¡ImmunoDB ¡??? ¡ Usually ¡as ¡analyzing ¡ the ¡experimental ¡ What ¡are ¡the ¡tool ¡at ¡its ¡ data, ¡the ¡researcher ¡? ¡ disposal ? ¡ Tools ¡can ¡be ¡developed ¡that ¡are ¡ not ¡difficult ¡to ¡use ¡but ¡at ¡the ¡ same ¡=me ¡more ¡secure ¡(robust)? ¡ ImmunoDB ¡is ¡a ¡tool ¡ ¡able ¡to ¡assist ¡researchers ¡in ¡the ¡ management ¡of ¡large ¡sets ¡of ¡preclinical ¡data ¡ ¡and ¡ has ¡been ¡used ¡independently ¡by ¡researchers. ¡ ¡

What ¡are ¡the ¡pre-­‑clinical ¡data? ¡ measure ¡of ¡effecLveness ¡of ¡GX301 ¡is ¡the ¡ immunogenicity ¡that ¡is ¡expressed ¡in ¡term ¡of ¡ frequencies ¡ ¡: ¡ PosiLve ¡RESPONDERS ¡: ¡ frequency ¡of ¡subjects ¡showing ¡ inducLon ¡of ¡pepLde(s)-­‑ PosiLve ¡RESPONSES ¡: ¡ ¡ specific ¡immune ¡response ¡ • >30% ¡background ¡number ¡of ¡ before ¡and ¡aaer ¡T ¡lymphocyte ¡ spots ¡for ¡ELISPOT ¡analysis; ¡ sLmulaLon ¡with ¡the ¡ • >0.1% ¡posiLve ¡cells ¡for ¡ pepLde(s); ¡ ¡ intracellular ¡staining ¡and ¡flow ¡ cytometry ¡ A ¡mathemaLcs ¡algorithm ¡is ¡defined ¡to ¡obtain ¡the ¡ ¡ posiLve ¡response ¡values. ¡ ¡ ¡

The ¡core ¡of ¡applica9on ¡is ¡a ¡rela9onal ¡DB. ¡ Sog g etti Esperimenti ID_soggetto Column ¡Name Data ¡Type Allow ¡Nulls Peptidi Nome_soggetto ID_esperimento int ID_peptide ID_caratteristica ID_soggetto int Nome_Peptidi ID_peptide int ID_Tipo_Esperimento int ID_target int concentrazione float Caratteristiche risp_neg float ID_caratteristica TipoCellule risp_pos float Nome_caratteristica ID_Tipo_Cellule ID_udm_risp int Nome_Tipo_cellule ID_Tipo_Cellule int ID_udm_conc int Tipo ¡Esperimenti ID_Tipo_Esperimento Nome_TipoEsperimento UnitàDiMisura Targ ets ID_udm ID_target Nome_udm Nome_target The ¡“Esperimen9” ¡table ¡which ¡included ¡all ¡the ¡parameters ¡ that ¡characterize ¡each ¡vitro ¡experiment ¡and ¡in ¡the ¡other ¡ table ¡variables ¡that ¡classify ¡incoming ¡data ¡as ¡subjects ¡or ¡ pep9des. ¡ Each measured data is strictly bounded with its descriptive parameters and these links are permanently recorded in the DB tables.

With ¡this ¡tool ¡easy ¡to ¡use, ¡the ¡ researcher ¡immediately ¡displays ¡ tables ¡containing ¡the ¡number ¡of ¡ posi9ve ¡responses ¡and ¡ responders ¡ that ¡may ¡already ¡be ¡ processed ¡into ¡other ¡tools ¡such ¡ as ¡Prism ¡or ¡SPSS ¡and ¡thanks ¡to ¡ the ¡characterizaLon ¡of ¡each ¡ experiment ¡from ¡the ¡ structurated ¡informa9on ¡ can ¡ reduce ¡errors. ¡ ¡

Some ¡web ¡page ¡of ¡ImmunoDB ¡… ¡ the web page were the researcher can chose the parameters to be considered … ¡ …and then visualize the number of positive responses obtained with the parameters set to the indicated value. ¡

Some ¡web ¡page ¡of ¡ImmunoDB ¡… ¡ the ¡researcher ¡can ¡set ¡the ¡values ¡of ¡some ¡parameters ¡(cells ¡type, ¡concentraLons ¡ pepLde, ¡target ¡type, ¡characterisLc ¡type) ¡in ¡order ¡to ¡find ¡the ¡subject ¡responders ¡to ¡single ¡ treatments: ¡the ¡four ¡pepLdes ¡the ¡combine ¡treatment ¡(ABCD) ¡and ¡theoreLcal ¡sum ¡(A+B +C+D: ¡a ¡subject ¡is ¡posiLve ¡to ¡it, ¡if ¡it ¡is ¡posiLve ¡at ¡least ¡to ¡one ¡pepLde). ¡ ¡ ¡ The ¡collecLon ¡of ¡posiLve ¡responses ¡and ¡responders ¡with ¡ their ¡characterized ¡parameters ¡are ¡then ¡exportable ¡with ¡ standard ¡format ¡toward ¡commercial ¡staLsLcal ¡tools ¡(like ¡ Graph ¡PAD ¡Prism) ¡in ¡order ¡to ¡perform ¡significance ¡analysis. ¡

Conclusions… ¡ ü ImmunoDB ¡tool ¡is ¡able ¡to ¡assist ¡researchers ¡ in ¡the ¡management ¡of ¡large ¡sets ¡of ¡preclinical ¡data ¡ has ¡ been ¡used ¡independently ¡by ¡researchers. ¡ ü In ¡fact ¡ the ¡researcher ¡immediately ¡displays ¡tables ¡containing ¡the ¡number ¡of ¡posi9ve ¡responses ¡ and ¡responders ¡ that ¡may ¡already ¡be ¡processed ¡into ¡other ¡tools ¡such ¡as ¡Prism ¡or ¡SPSS ¡ ¡to ¡speed ¡up ¡the ¡ prepara9on ¡of ¡manuscripts ¡for ¡publica9on ¡on ¡immunological ¡journal ¡and ¡thanks ¡to ¡the ¡characteriza9on ¡of ¡ each ¡experiment ¡from ¡ the ¡structurated ¡informa9on ¡can ¡reduce ¡errors . ¡ ¡ ¡ ü This ¡web ¡applica9on ¡model ¡has ¡been ¡developed ¡specifically ¡for ¡this ¡preclinical ¡study ¡in ¡which ¡the ¡objec9ve ¡is ¡ the ¡evalua9on ¡of ¡immunogenicity ¡of ¡the ¡GX301 ¡vaccine, ¡but ¡ the ¡structure ¡and ¡organiza9on ¡of ¡data ¡ analysis ¡can ¡also ¡be ¡used ¡for ¡studies ¡with ¡other ¡purposes. ¡ ¡ ü Finally, ¡ this ¡tool ¡requires ¡a ¡limitated ¡budget ¡ for ¡the ¡development ¡and ¡management ¡so ¡as ¡to ¡be ¡ developed ¡also ¡by ¡small ¡ins9tu9ons ¡that ¡do ¡not ¡have ¡access ¡to ¡large ¡budgets. ¡