O documento discute o uso do software livre Cytoscape para mapear e analisar a expressão de proteínas na evolução do câncer através do estudo de redes de proteínas. O autor é um mestrando cuja dissertação usa Cytoscape para analisar vias de proteínas e genes na progressão do câncer de forma a fornecer novas informações sobre a doença.

1. luiz.rauber@unifra.edu.br 1 / 59
por
Luiz Henrique Rauber Rodrigues
8° SOLISC – 21/09/2013
Na busca da cura do
câncer com o
Open Source

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CâncerBioinformática
Cytoscape Minha Dissertação

3. luiz.rauber@unifra.edu.br 3 / 59
Luiz?
Professor na URI Campus Santiago/ RS
- Ciência da Computação e Administração
- Algoritmos e Estrutura de Dados
- Lógica/ Teoria/ Fundamentos para/ da
Computação
- Empreendedorismo em Informática
- Sistemas informações Gerenciais
- Gerenciamento de Projetos
Mestrando em Nanociências no Centro
Universitário Franciscano em Santa Maria/ RS
- Dissertação em Bioinformática – Análise de
expressão de vias proteínas/ genes na evolução do
câncer com o OpenSource Cytoscape
Palestras fisl, Latinoware, Tchêlinux, Flisol, SFD...

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(ALBERTS, 1999; NUSSBAUM, 2008)
Estrutura do DNA (HORTON, 2006)
Processos de Transcrição, Tradução e
Duplicação do DNA
(CESAR, 2011)

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fonte imagem: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Difference_DNA_RNA-EN.svg

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fonte imagem: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Difference_DNA_RNA-EN.svg

8. luiz.rauber@unifra.edu.br 8 / 59
fonte imagem: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Difference_DNA_RNA-EN.svg

9. luiz.rauber@unifra.edu.br 9 / 59
fonte imagem: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Difference_DNA_RNA-EN.svg

10. luiz.rauber@unifra.edu.br 10 / 59
fonte imagem: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Difference_DNA_RNA-EN.svg

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fonte imagem: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Difference_DNA_RNA-EN.svg
Proteína

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(ALBERTS, 1999; NUSSBAUM, 2008)
Dano por
Herança
ou
Carcinóginos

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fonte imagem: http://www.skepticalraptor.com/skepticalraptorblog.php/cancer-treatment-centers-america-advertising/
MUTADOR

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fonte imagem: http://www.skepticalraptor.com/skepticalraptorblog.php/cancer-treatment-centers-america-advertising/

17. luiz.rauber@unifra.edu.br 17 / 59
fonte imagem: http://www.skepticalraptor.com/skepticalraptorblog.php/cancer-treatment-centers-america-advertising/
ONCOGENE

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fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/C%C3%A2ncer
“(FIGURA A) Células normais
danificadas de modo
irreversível são eliminadas
através de um mecanismo
conhecido como apoptose.
(FIGURA B) Células
cancerígenas evitam a
apoptose e continuam a
multiplicar-se de maneira
desregulada.”

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http://www.cientistamalluko.com/2012/12/apoptose.html

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http://pt.wikipedia.org/wiki/Apoptose
http://www.lerparacontar.com/2012/07/outono-da-alma-pablo-neruda.html

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Introdução
Progressão Tumoral (WEINBERG, 2007)
Aumenta a Instabilidade Genômica <> Aumenta o Crescimento Desordenado

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BioinformáticaBioinformática
BiologiaBiologia InformáticaInformática
MatemáticaMatemática
Ciências SaúdeCiências Saúde Ciências ExatasCiências Exatas
Interligação áreas de conhecimento
(do Autor, 2013) baseado em (CHEN, 2005)

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Fazer e Utilizar:
Softwares
Bancos de Dados
Algoritmos
Análise de +1 molécula por vez
Utilizar TI para Bio
e precisam caras de TI

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Originalmente para a pesquisa biológica
Agora é uma plataforma geral para análise de
redes complexas e visualização
Básico há funcionalidades para integração de
dados, análise e visualização
Recursos adicionais por meio de apps

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Sobre os Apps:
Disponíveis para a rede molecular e análises de
perfis, novos layouts, suporte outros formatos
de arquivos, scripts e conexão com bancos de
dados
Feitos usando-se a API aberta Cytoscape em
Java
Criadores incentivam o desenvolvimento de
Apps e da comunidade
Cytoscape App Store

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API, de Application
Programming Interface
(ou Interface de
Programação de
Aplicativos)

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Tim Oreilly Richard Stallman
OSI (opensource.org) GNU (gnu.org)

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Open Source = Código Aberto
Free Software = Software Livre
FOSS (Free and Open Source Software)
Open Source e/ou Free Software e/ou FOSS =
Software Livre

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33. luiz.rauber@unifra.edu.br 33 / 59

34. luiz.rauber@unifra.edu.br 34 / 59

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36. luiz.rauber@unifra.edu.br 36 / 59

37. luiz.rauber@unifra.edu.br 37 / 59

38. luiz.rauber@unifra.edu.br 38 / 59
Instalação no GNU/Linux
Versão 13.04 64 bits

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43. luiz.rauber@unifra.edu.br 43 / 59
4 liberdades GNU, base da GPL
Liberdade 0 → A liberdade de executar o programa, para
qualquer propósito (liberdade 0).
Liberdade 1 → A liberdade de estudar como o programa
funciona, e adaptá-lo às suas necessidades.
Liberdade 2 → A liberdade de redistribuir cópias de modo
que você possa ajudar ao seu próximo.
Liberdade 3 → A liberdade de aperfeiçoar o programa, e
liberar os seus aperfeiçoamentos para o público, de modo
que toda a comunidade se beneficie.
Acesso ao código-fonte é um pré-requisito para isso.
fonte: http://www.gnu.org

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50. luiz.rauber@unifra.edu.br 50 / 59

51. luiz.rauber@unifra.edu.br 51 / 59
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CâncerBioinformática
Cytoscape Minha Dissertação

52. luiz.rauber@unifra.edu.br 52 / 59luiz.rauber@unifra.edu.br
Justificativa
Qualis A1
Impact Factor 33.6
Qualis A1
Impact Factor 33.6
Qualis A1
Impact Factor 3.57

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Justificativa
Figura 6: Modelo de dano DNA (HALAZONETIS, 2008)

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Justificativa
Figura 8: Modelo de Dano no DNA
com Câncer (SIMÃO, 2012)
Figura 7: Modelo de Dano no DNA
em fase pré-Câncer (SIMÃO, 2012)

55. luiz.rauber@unifra.edu.br 55 / 59luiz.rauber@unifra.edu.br
Justificativa
Qualis A1
Impact Factor 33.6
Qualis A1
Impact Factor 33.6
Qualis A1
Impact Factor 3.57
Não mostram evolução em
Redes Funcionais!!

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“...está o mapeamento e análise da expressão de
proteínas na evolução do câncer com o estudo
das redes de proteínas utilizando o software livre
Cytoscape.”
Objetivo

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Vias GMMVias GMM MicroarranjoMicroarranjo
Estatísticas e Mapa Funcional
(via, proteínas, rede)
Estatísticas e Mapa Funcional
(via, proteínas, rede)
Genes
(o quê, pra quê, como)
Genes
(o quê, pra quê, como)
Referenciais TeóricosReferenciais Teóricos
Rede Interação
Proteínas
Rede Interação
Proteínas
Estrutura atividades do projeto (do Autor, 2013)

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Referências
ALBERTS, B.; BRAY, D.; JOHNSON, A.; LEWIS, J.; RAFF, M.; ROBERTS, K.; WALTER, P.
Fundamentos da Biologia Celular, Artmed, 2005
HALAZONETIS, T. D.; GORGOULIS. V. G.; BARTEK, J. An Oncogene-Induced DNA Damage Model
for Cancer Development, Science, v.319 p.1352-55, 2008
HORTON, ROBERT A; MORAN, LAURENCE A.; SCRIMGEOUR, GRAY; PERRY, MARC; RAWN,
DAVID. Principles of Biochemistry, Prentice Hall, 2006
SIMÃO, E. M.; CABRAL, H. C.; CASTRO, M. A. A.; SINIGAGLIA, M.; MOMBACH, J. C. M.;
LIBRELOTTO, G. R. Modeling the Human Genome Maintenance Network. Physica A, v.389, p.
4188-94, 2010
SIMÃO, E. M.; BUGS, C.A.; CASTRO, M. A. A.; SINIGAGLIA, M.; M.; LIBRELOTTO, G. R.;
MOMBACH, J. C. M. Anti-cancer Barrier in Tumor Evolution: Analysis of Differentially Expressed
Genome Maintenance Pathways and Genes. Molecular BioSystems, DOI: 10.1039/c2mb25242b,
2012
NUSSBAUM, Robert. Thompson & Thompson genética médica. Elsevier Editora Ltda., 2008.
WEINBERG, R. A.; The biology of cancer, Garland Science, 2007

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