Statistics in systems biology and translationnal medicine – SISTM

The team is devoted to the development of statistical methods for the integrative analysis of data in medicine and biology. Thanks to the technological improvements, clinical and biological research is generating massive amounts of data. Of importance are the « omics » data such as genomics (gene expression) and proteomics but also other types of data, for which modern technologies have strongly increased the amount of information (e.g. medical imaging, cell counts).
This SISTM team is labelled by both Inserm and Inria.

Objectives

The challenge is to analyze these BIG DATA to answer clinical and biological questions by using appropriate statistical methods. With data on the machinery of a cell to the clinical status of individuals in any circumstances including in clinical trials, new tools are needed to translate information obtained from complex systems into knowledge. This has led to the field of « systems biology » and « systems medicine » by extension, which naturally takes place in the context of translational medicine that links clinical and biological research.
The statistical analysis of these data is facing several issues:

  • There are more parameters (p) to estimate than individuals (n)
  • The types/nature of data are various
  • The relationship between variables is often complex (e.g. non linear) and can change over time to tackle these issues we are developing specific approaches for these questions, often related to immunology.

The methods are mainly based on either mecanistic modeling using differential equation systems or on statistical learning methods. The general paradigm of our approach is to include as much information as available to answer a given question. This information comes from the available data but also from prior biological information available defining the structure of the model or restricting the space of the parameter values. We develop and apply our methods mainly for applications belonging to clinical research especially HIV immunology. For instance, several projects are devoted to the modelling of the response to antiretroviral treatments, immune interventions or vaccine in HIV infected patients.

Applications are provided by the Vaccine Research Institute (VRI), other teams in the research centre and the Bordeaux Hospital Clinical Trial Unit (CTU).

 

SISTM

Details

Centre de recherche INSERM U1219
Université de Bordeaux, ISPED case 11
146 rue Léo-Saignat
33076 BORDEAUX cedex

Tél : +33 (0)5 57 57 95 68

Link : Inria

  • Director : 
    Prof (PUPH)
    Directeur adjoint centre de recherche / Deputy director research centre
    Directeur d’équipe / Director INRIA SISTM
    Responsable médical USMR / Head CTU
    Coordinateur/Coordinator Master 2 Epidemiology

    Parcours

    Directeur de Recherche de deuxième classe à l’Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Centre de Recherche U897 « Epidémiologie et Biostatistiques » (DR2 01/11/2010-01/09/2013, CR1 du 01/11/2006 au 30/10/2010, CR2 du 01/11/2002 au 31/10/2006)

    Médecin attaché à l’Unité de Soutien Méthodologique à la Recherche Clinique et Epidémiologique du CHU de Bordeaux (depuis le 01/01/2003, contrat d’interface INSERM-CHU depuis le 01/01/2008)

    Principaux Diplômes

    Habilité à diriger les recherches (Université Bordeaux 2, depuis le 15/12/2004)

    Docteur de l’Université Bordeaux 2, section « sciences biologiques et médicales » option « Santé Publique / Biostatistique» (depuis le 17/12/2002)

    Docteur en médecine, spécialité Santé Publique (Université Bordeaux 2, depuis le 10/10/2000)

     

  • Contact : Sandrine Darmigny


Research area

Axis 1: Mecanistic modelling

When studying the dynamics of a given marker, say the HIV concentration in the blood (HIV viral load), one can for instance use descriptive models summarizing the dynamics over time in term of slopes of the trajectories. These slopes can be compared between treatment groups or according to patients’ characteristics. Another way for analyzing these data is to define a mathematical model based on the biological knowledge of what drives infection dynamics. Having a good mechanistic model in a biomedical opens doors to various applications beyond a good understanding of the data.

 

Axis 2: High dimensional data

Working on omics data such as genomics (DNA), transcriptomics (RNA) or proteomics (proteins), but also other types of data, such as those arising from the combination of large observational databases (e.g. in pharmacoepidemiology or environmental epidemiology), the challenge is that data sets usually contain many variables, much more than the observations.

Furthermore, conventional methods, such as linear models, are inefficient and most of the time even inapplicable. Therefore, more than the storage and calculation capacities, the challenge is the comprehensive analysis of these datasets from molecular pathways to clinical response of a population of patients needs specific approaches and a very close collaboration with the providers of data (the immunologists, the virologists, the clinicians…). The objective is either to select the relevant information or to summarize it for understanding or prediction purposes.



 International relationships

  • Vaccine Research Institute (Hôpital Henri Mondor, Creteil) As “Labex”, the labovatory of Excellence is an extension of ANRS (French research HIV Hepatitis) program to accelerate the vaccines development of against HIV and the hepatitis C.
  • Immunobiology department, Institute of Child Health, University College London
  • Statistical Center for HIV/AIDS Research & Prevention (SHARP),
  • Vaccine and Infectious Diseases Division of the Fred Hutchinson Cancer Research Center
  • Department of Systems and Computational Biology at Albert Einstein College of Medicine, New York
  • School of Mathematics and Physics at the University of Queensland


Regularly international researchers and students visit the SISTM team they are working with such as :

 

International projects:

  • The EBOVAC2 was funded under IMI2 Ebola+ programme that was launched in response to the Ebola virus disease outbreak. The project aims to assess the safety and efficacy of a novel prime boost preventive vaccine regimen against Ebola Virus Disease (EVD). The project is coordinating by Inserm U897 under the scientific responsibility of Professor Rodolphe Thiébaut.
  • European HIV Vaccine Alliance (EHVA), EU Horizon 2020 project, is a major milestone as an EU platform for the discovery and evaluation of novel prophylactic and therapeutic vaccine candidates.



Main publications

1) Prague M, Commenges D, Drylewicz J, Thiébaut R. Treatment Monitoring of HIV-Infected Patients based on Mechanistic Models. Biometrics, 2012; 68:902-11.
2) Liquet B, Le Cao KA, Hocini H, Thiebaut R. A novel approach for biomarker selection and the integration of repeated measures experiments from two assays. BMC Bioinformatics. 2012;13:325.
3) Avalos M, Adroher ND, Lagarde E, Thiessard F, Grandvalet Y, Contrand B, Orriols L; CESIR Research Group. Prescription-drug-related risk in driving: comparing conventional and lasso shrinkage logistic regressions. Epidemiology. 2012;23:706-12.
4) Furman D*, Hejblum BP*, Simon N, Jojic V, Dekker CL, Thiébaut R, Tibshirani RJ, Davis MM. Systems analysis of sex differences reveals an immunosuppressive role for testosterone in the response to influenza vaccination. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2014;111:869-874. * equally contributor
5) Thiébaut R, Drylewicz J, Prague M, Lacabaratz C, Beq S, Jarne A, Croughs T, Sekaly RP, Lederman MM, Sereti I, Commenges D, Lévy Y. Quantifying and predicting the effect of exogenous interleukin-7 on CD4+ T cells in HIV-1 infection. PLoS Computational Biology. 2014 May 22;10(5):e1003630.


Members


  • Chariff Alkhassim
    Engineer

    2014-2015 Master’s degree in statistics at the university of Bordeaux.

    2012-2013 Bachelor’s degree in applied maths at the university of Bordeaux.

  • Marta Avalos
    MdC Biostatistique

          Formation

          2004 Doctorat Technologies de l’information et des systèmes, UTC, Compiègne, CNU 26.

          2001 DEA Santé Publique, option Biostatistique, Université Paris-Sud, Orsay.

          2000 Maîtrise de Mathématiques, Université de Barcelone, Espagne.

     

          Postes universitaires

          Depuis 2005 Maître de conférences en Biostatistique, ISPED, Université de Bordeaux.

          2004 – 2005 ATER, UFR de Médecine Xavier Bichat, Université Paris Diderot, Paris.

          2001 – 2004 Allocataire de recherche, MENRT, UTC, Compiègne.

  • Aaron Ayllon Benitez
    Ingénieur d’étude en Bio-informatique

    Parcours

     

    French version

    1/ Formation

    2014 – 2015     Master Universitaire de Bioinformatique, Université de Murcia, Murcia, Espagne.

    2013 – 2014     Master de Bioinformatique, Université de Murcia, Murcia, Espagne.

    2009 – 2013     Licence de Biochimie, Université de Murcia, Murcia, Espagne.

    2/ Stages

    August – September    2015      Stage en Unité de Bioinformatique/Biostatistique (Math for life bourse),  IRB,Barcelona, Espagne

    February – July            2015       Stage en Bioinformatique et informatique et santé,, INSERM, Bordeaux, France.

    January – July             2014        Stage en Bioinfomatique et Biophysique, Université de Murcia, Murcia, Espagne,

    February – Jun            2013        Biologie Moléculaire, IMIB, Murcia, Espagne,

    English version

    1/ Education

    2014 – 2015      Universitary master of Bioinformatics, University of Murcia, Murcia, Spain.

    2013 – 2014      Master of Bioinformatics, University of Murcia, Murcia, Spain.

    2009 – 2013     Bachelors degree in Biochemistry, University of Murcia, Murcia, Spain.

    2/ Internship 

    August – September    2015        Internship in Bioinformatics/Biostatistics Unit (Math for life), IRB, Barcelona, Spain.

    February – July            2015         Bioinformatician internship, INSERM, Bordeaux, France.

    January – July             2014         Bioinformatician/Biophysic internship in Biophysic Unit, University of Murcia, Murcia, Spain.

    February – Jun            2013         Molecular Biologist internship in Experiment sugery Unit, IMIB, Murcia, Spain. 

     

     

     

     

  • Irene Balelli
  • Fabien Barbier
    Data Manager

    Data Manager à l’USMR du CHU de Bordeaux & Equipe SISTM (INRIA/INSERM).

    2014 – Présent

    • Gestion du circuit des données d’études cliniques depuis la conception de la recherche jusqu’au gel de base de données.
    • Garantir la qualité des données selon les bonnes pratiques cliniques (BPC).
    • Participation à des activités transversales (Amélioration du système de management de la qualité…).
    • Développement d’une approche innovante pour gérer et analyser les données immunologiques et virologiques générés dans le projet European HIV Vaccine Alliance (EHVA).
    • Intégration à l’équipe SISTM (Statistics In Systems biology and Translational Medicine) pour développer l’aspect Big data/DM en santé (axe de recherche immunologie et vaccinologie).

    Manager: Rodolphe Thiebaut – Employeur: CHU Bordeau

     

    Research Associate II

    2009 – 2014

    • Gestion de projet: définition des objectifs du projet, collecte d’informations/ressources et coordination du travail en équipe (NIH ImmPort).
    • Portail web construit sur une architecture client-serveur évolutif avec API pour une gestion simplifié des données scientifiques.
    • Développement d’un workflow pour la gestion des données et analyses scientifiques (Automatisation et traitement des données).
    • Développement  d’applications Web interactives utilisant R (via Rstudio SHINY).
    •  Gestion et Organisation des données du laboratoire : automatisation des captures de données scientifiques dans le LIMS et traitement des données via processus ETL/ESB.
    •  Recherche clinique: élaboration de formulaires électroniques (eCRF) basé sur le logiciel Openclinica. 

    Manager: Charlie Quinn,  Nicole Baldwin – Employeur: Baylor Hospital

     

    Bioinformaticien à l’INSERM U564

    2001 – 2008

    • Implémentation d’un Intranet U564 (mise en place d’un Meta-serveur d’analyses bioinformatique).
    • Implementation d’un workflow pour la modélisation moléculaire(prédiction de complexe protein/protein).
    • Développement d’outils bioinformatique pour l’étude des polymorphismes cytokine/recepteur (analyse fonctionnelle et structural des SNPs codant).
    • Analyse phylogénétique et synthénique de cytokines/récepteurs.
    • Mise en place d’outils bioinformatique afin d’identifier de nouvelles cytokines.

    Manager: Dr. Hugues Gascan, Dr. Chabbert – Employeur: Angers University

  • Henri Bonnabau
    Ingénieur d’étude

    Parcours

    2010 – Master II Professionnel de Bioinformatique, Université Paul Sabatier, Toulouse

    2002 – DESS Méthodes Statistiques des Industries Agronomiques, Agro-alimentaires et Pharmaceutiques (MSIAAP),  Université Montpellier II Sciences et Techniques du Languedoc

    2001 – Maîtrise de Biochimie, Université de Pau & des Pays de l’Adour (UPPA)

     

  • Daniel Commenges
    Directeur de Recherche Emérite

    Parcours

    École Nationale des ponts et Chaussées (1972)

    Doctorat en Mathématiques Appliquées, Bordeaux (1980)

    Habilitation à diriger des recherches, Bordeaux (1988)

  • Sandrine Darmigny
  • Eugénie Destandau
    Chargée de communication internationale

    Parcours

    Diplômée de l’EFAP Paris, j’ai travaillé au sein du service de communication de la Chambre de Commerce  Franco-Américaine d’Atlanta – US puis j’ai participé au lancement d’une start-up pour véhicules électriques, avant de rejoindre le domaine de la santé. J’ai en effet une expérience en agence de communication spécialisée dans la santé ou j’ai œuvré pour les grandes causes de santé publique et auprès de laboratoires pharmaceutiques et associations de patients.

    Graduated with a master degree in communication at EFAP Paris, I first worked in the communication department of the French Amercican Chamber of Commerce of Atlanta in US, then I participated in the launch of a start-up in Electric Vehicles before joining health matters. I worked in a communication agency for major causes of public health and pharmaceutical companies and patient’s associations.

  • Robin Genuer
    Maître de Conférences
  • Boris Hejblum
    Enseignant-chercheur (Maître de Conférences)

    Parcours

    2016 – en cours Maître de conférences section 26 en Biostatistique à l’ISPED

    2015 – 2016 post-doctorant à la Harvard T.H. Chan School of Public Health avec Tianxi Cai

    2015 Docteur en Santé Publique – option Biostatistique de l’université de Bordeaux
    Thèse “Analyse intégrative de données de grande dimension appliquée à la recherche vaccinale” effectuée sous la direction de Rodolphe Thiébaut et de François Caron à l’ISPED (Institut de Santé Publique, d’Epidémiologie et de Developpement) ; Inserm U897, au sein l’équipe Biostatistiques

    2011 Ingénieur en statistique de l’ENSAI (École Nationale de la Statistique et de l’Analyse de l’Information) –  spécialité Biostatistique

  • Marius Kwemou
    Statisticien/data analyst
  • Nicolas Lafosse
    Stagiaire

    Depuis septembre 2016 : Master 2 Epidémiologie – ISPED, Bordeaux

    2015-2016 : Master 1 santé Publique – ISPED, Bordeaux

    2014-2015 : Immunologie et microbiologie – Année d’échange, Montréal

    2012 – 2014 : Licence Frontières du vivant – Cente de Recherche Interdisciplinaire, Paris

  • Edouard Lhomme
    MD, MPH, PhD student
    Assistant Hospitalo Universitaire
  • Hadrien Lorenzo
    Ingénieur de recherche

    Parcours

    Études secondaires

    Lycée Guillaume-Appolinaire, Nice

    Études supérieures

    • Classes préparatoires MPCI, PSI : Lycée Masséna, Nice
    • Cursus ingénieur : Supélec, Gif-sur-Yvette, Metz, Gif-sur-Yvette
    • Master de recherche : Supélec (Gif-sur-Yvette), Paris-Sud (Orsay)

    Expériences internationales

    Stages

    • Stage découverte recherche : lab. of condensed matter physics, University of Houston, Houston, Texas, Etats-Unis
    • Stage ouvrier : AOI Electronics, Sugar Land, Texas, Etats-Unis
    • Stage Recherche M1 : J.L. LAGRANGE UMR 7293, Nice
    • Stage Recherche M2 : MSSMat (Centrale, Châtenay-Malabry), Department of Civil, Geological and Mining (Montréal, Canada)

    Echange

    • Semestre de printemps M1 : Ecole polytechnique fédérale de Lausanne, Lausanne, Suisse
  • Chloe Pasin
    Etudiante en thèse

    Parcours

    2015- : Thèse : Modélisation et optimisation de la réponse vaccinale. Application au VIH et Ebola.
    Directeurs de thèse : R. Thiébaut (SISTM) et F. Dufour (INRIA CQFD)

    2011-2015 : Eleve fonctionnaire stagiaire à l’Ecole Normale Supérieure de Cachan (département mathématiques)

    2013-2014 : M2 Mathématiques appliquées – Modélisation Statistique pour la Biologie à l’Université Paris Descartes

  • Mélanie Prague
    Chargé de Recherche Inria

    CR Inria depuis 2016. J’ai obtenu une thèse en Santé publique option Biostatistiques à l’université de Bordeaux en 2013 sur le “monitoring des patients infectés par le VIH”. Avant cela, je suis ingénieur en statistiques de l’ENSAI et possède un master en statistiques mathématiques et économétrie. Suite à ma thèse, j’ai effectué un court séjour postdoctoral à l’université d’Oslo (Norvège), puis un postdoctorat de 2 ans 1/2 à l’école de santé publique d’Harvard (Boston, USA). 

     

    CR INRIA since 2016. I got a PhD in Public Health option Biostatistics at the University of Bordeaux in 2013 on the “monitoring of patients infected with HIV.” Before that, I‘m a engineer in statistics  from ENSAI  and have a master degree in mathematical statistics and econometrics. Following my thesis, I conducted a short postdoctoral stay at the University of Oslo (Norway), then I was a postdoctoral fellow for 2 1/2 years at Harvard School of Public Health (Boston, USA).
     
  • Laura Richert
  • Perrine Soret
    Doctorante

    Depuis le 1er Octobre 2014: Doctorante en Biostatistique – SISTM commune à l’INSERM U1219 et à l’INRIA – Bordeaux (33)

    Modélisation des données longitudinales en grande dimension (Directeur: Marta AVALOS)

    2011-2014: Master Spécialité Mathématiques, Statistiques et Applications – Parcours Biostatistiques, SupAgro – Faculté des Sciences de Montpellier – Montpellier (34)

    2010 -2011: Licence Mathématiques et Informatiques Appliquées en Sciences Humaines et Sociales, Université du Mirail – Toulouse III

    2008 -2010: DUT Statistique et Informatique Décisionnelle, IUT de Pau et des pays de l’Adour – Pau (64)

  • Rodolphe Thiebaut
    Prof (PUPH)
    Directeur adjoint centre de recherche / Deputy director research centre
    Directeur d’équipe / Director INRIA SISTM
    Responsable médical USMR / Head CTU
    Coordinateur/Coordinator Master 2 Epidemiology

    Parcours

    Directeur de Recherche de deuxième classe à l’Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Centre de Recherche U897 « Epidémiologie et Biostatistiques » (DR2 01/11/2010-01/09/2013, CR1 du 01/11/2006 au 30/10/2010, CR2 du 01/11/2002 au 31/10/2006)

    Médecin attaché à l’Unité de Soutien Méthodologique à la Recherche Clinique et Epidémiologique du CHU de Bordeaux (depuis le 01/01/2003, contrat d’interface INSERM-CHU depuis le 01/01/2008)

    Principaux Diplômes

    Habilité à diriger les recherches (Université Bordeaux 2, depuis le 15/12/2004)

    Docteur de l’Université Bordeaux 2, section « sciences biologiques et médicales » option « Santé Publique / Biostatistique» (depuis le 17/12/2002)

    Docteur en médecine, spécialité Santé Publique (Université Bordeaux 2, depuis le 10/10/2000)

     

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