Biología Computacional y Biomedicina de Sistemas

Responsable de Grupo: Dr. Marcos J. Araúzo-Bravo

IIS Biogipuzkoa. Ikerbasque Research Professor marcosjesus.arauzobravo@bio-gipuzkoa.eus
El Dr. Marcos Araúzo Bravo es Ingeniero Industrial en Automática y Electrónica, Doctor de Tecnologías Industriales por la Universidad Politécnica de Cartagena y Doctor en Tecnología de la Información por el Instituto de Tecnología de Kyushu (KIT) de Japón en 2003 donde realizó además su Postdoctorado en 2006. De 2006 a 2014 inició y lideró el laboratorio de Biología Computacional y Bioinformática del Instituto Max Planck de Biomedicina Molecular de Münster (Alemania).
De 1998 a 2004 Profesor Asociado de la Escuela Politécnica, Departamento de Ingeniería Electromecánica de la Universidad de Burgos.
Coordinador, lider y participante de múltiples proyectos internacionales (FET CIRCULAR VISION, EraCoSysMed 4D-HEALING), nacionales y regionales, es asimismo miembro de CIBERfes (Centro de Investigación Biomédica en Red de Fragilidad y Envejecimiento Saludable) y de la Red Temática de Excelencia para Bioinformática Translacional (TransBioNet).
Tiene más de 150 publicaciones en revistas como Science, Nature, Nature Cell Biology, Nature Chemical Biology, Journal American Chemical, Cell o Cell Stem Cell. Más de 11.200 citas en Google Scholar, índice H: 50 e índice i10: 1115 (Marzo 2022) y es, además, coinventor de 3 patentes registradas.
Ha dirigido una Tesis Doctoral y dirige cuatro en la actualidad.

Objetivos Estratégicos

  • Desarrollo de métodos computacionales para el análisis y modelado de sistemas biológicos y su utilización para elucidar los mecanismos de células madre, reprogramación celular, enfermedades y envejecimiento.
  • Estudio de la interacción de redes biológicas (genéticas, epigenéticas, metabólicas y de proteómica) en términos de su tipología, respuesta a perturbaciones y dinámica.
  • Desarrollo de métodos de visión artificial para el análisis automático y la caracterización de estructuras celulares y subcelulares a partir de imágenes estáticas y dinámicas.
  • Desarrollo de métodos de búsqueda de datos para el análisis de historias clínicas basados en técnicas de inteligencia artificial para predecir las condiciones de salud, enfermedades y el envejecimiento.
  • Integración sinérgica de la información “macroscópica” proporcionada por las historias médicas con la información “microscópica” proporcionada por el análisis de imagen y con la información “molecular” proporcionada por datos ómicos para comprender las enfermedades humanas y el envejecimiento.
  • Exploración de cómo las variaciones genéticas entre individuos influyen en sus funciones celulares biológicas y en último término en las enfermedades.

Principales líneas de investigación

En modelado matemático y biología de sistemas

  • Predicción de nuevos lugares clave para la regulación genómica, utilización de los mismos para construir modelos matemáticos de comunicación entre redes genéticas y epigenéticas.
  • Análisis de redes biológicas. Mediante la perturbación de los componentes de las redes, análisis de los cambios inducidos en su funcionamiento para comprender los efectos sinérgicos y antagónicos de las perturbaciones. Desarrollo de métodos para la identificación de la tipología y la dinámica de las redes biológicas analizando la presencia de unidades, e integrando herramientas de ingeniería de sistemas para el análisis de la estabilidad, controlabilidad, robustez, respuesta a las perturbaciones y estocasticidad. Aplicación para comprender mejor los mecanismos de las células madre, la reprogramación celular, el establecimiento y progresión de enfermedades y el envejecimiento.
  • Identificación y caracterización de aspectos de regulación en redes pluripotentes, células madre, enfermedades y envejecimiento.
  • Desarrollo de modelos dinámicos para comprender las redes regulatorias genéticas de las células pluripotentes, de la reprogramación celular, de las células madre, de las enfermedades y del envejecimiento.

En bioinformática

  • Control de calidad computacional de las células pluripotentes mediante el análisis computacional de datos trancriptómicos y epi-genómicos.
  • Integración de datos transcriptómicos generados por diferentes plataformas para crear importantes conjuntos de datos.
  • Desarrollo de herramientas computacionales para explotar datos, integrando datos ómicos de distinta naturaleza (transcriptómicos, Chip-Seq, metilación de ADN, marcas de histonas, expresión de microARNs y proteómica).
  • Implementación de métodos de integración de datos de diferentes tecnologías ómicas para desentrañar la comunicación entre los principales actores moleculares de las células pluripotentes, de las células madre, de enfermedades y del envejecimiento.
  • Desarrollo de métodos estadísticos y de aprendizaje automático para extraer información de los datos de secuenciación de última generación NGS (ARNseq, Chip-Seq de modificaciones de histonas, y metilación de ADN).
  • Identificación de genes objetivos para la reprogramación directa.
  • Identificación de biomarcadores para investigación en cáncer.
  • Identificación de patrones de secuencias de ADN y de términos de ADN para la construcción de diccionarios y gramáticas de ADN.
  • Desarrollo de métodos de búsqueda de datos para el análisis de historias clínicas basados en técnicas de inteligencia artificial para predecir condiciones de salud, enfermedades y envejecimiento.

Miembros del equipo

Nombre Apellidos Centro E-mail
Coloma Álvarez De Eulate López OSI Donostialdea coloma.alvarezdeeulatelopez@osakidetza.eus
Julen Bohoyo Bengoetxea IIS Biogipuzkoa julen.bohoyobengoetxea@bio-gipuzkoa.eus
Patricia Fernández Moreno IIS Biogipuzkoa patricia.fernandezmoreno@bio-gipuzkoa.eus
Daniela Ivanova Gerovska IIS Biogipuzkoa daniela.gerovska@bio-gipuzkoa.eus
Shira Knafo CSIC, UPV/EHU s.knafo@ikerbasque.org
Maite Unzurrunzaga Altube OSI Donostialdea maite.unzurrunzagaaltube@osakidetza.eus

 

Producción Científica

IDENTIFICACION DE DIANAS TERAPEUTICAS MOLECULARES MEDIANTE ANALISIS MASIVO DE DATOS DE ADN CIRCULAR EXTRACROMOSOMICO E INTELIGENCIA ARTIFICIAL
Código: PID2023-152752OB-I00
Investigador Principal (IP): MARCOS JESUS ARAUZO BRAVO
Entidad Financiadora: MINISTERIO DE CIENCIA E INNOVACION
Fecha de Inicio: 2024-09-01
Fecha de finalización: 2027-08-31
Importe Concedido: 186.249,00 €
RNA-MEM-INVESTIGACION DE TRATAMIENTOS PARA LA ENFERMEDAD DE ALZHEIMER MEDIANTE LA DEFINICION DE MODULADORES DE MODIFICACIONES DE ARN.
Código: KK-2023/00050
Investigador Principal (IP): MARCOS JESUS ARAUZO BRAVO
Entidad Financiadora: DEPARTAMENTO DE DESARROLLO ECONOMICO, SOSTENIBILIDAD Y MEDIO AMBIENTE
Fecha de Inicio: 2023-03-01
Fecha de finalización: 2025-03-31
Importe Concedido: 163.897,09 €
EMPLEO DE LA SECUENCIACION MASIVA PARA LA MEJORA DE LAS ESTRATEGIAS TERAPEUTICAS DE LA ANOREXIA NERVIOSA: (EPI)GENETICA – AMBIENTE. PROYECTO ENVIRON-MENTAL
Código: 2022111054/BD
Investigador Principal (IP): MARCOS JESUS ARAUZO BRAVO
Entidad Financiadora: DEPARTAMENTO DE SALUD
Fecha de Inicio: 2022-10-01
Fecha de finalización: 2025-09-30
Importe Concedido: 101.969,61 €
IPERGLIO - IMPROVING PERSONALISED GLIOBLASTOMA CARE BY INTERTWINED IMMUNOMICS AND ARTIFICIAL INTELLIGENCE APPROACHES
Código: AC22/00043
Investigador Principal (IP): MARCOS JESUS ARAUZO BRAVO
Entidad Financiadora: ISCIII INSTITUTO DE SALUD CARLOS III; FUNDACION CIENTIFICA DE LA ASOCIACION ESPAÑOLA CONTRA EL CANCER
Fecha de Inicio: 2023-01-01
Fecha de finalización: 2025-12-31
Importe Concedido: 325.000,00 €
MEJORANDO LAS HERRAMIENTAS PARA EL DIAGNOSTICO DE ENFERMEDADES RARAS: INTELIGENCIA ARTIFICIAL Y SECUENCIACION MASIVA
Código: 2021111056/BD
Investigador Principal (IP): MARCOS JESUS ARAUZO BRAVO
Entidad Financiadora: DEPARTAMENTO DE SALUD
Fecha de Inicio: 2021-12-01
Fecha de finalización: 2024-12-01
Importe Concedido: 95.832,00 €
REGULACION DE MICRORNAS COMO ESTRATEGIA TERAPEUTICA EN UN MODELO MURINO DE OSTEOGENESIS IMPERFECTA
Código: 2021111073/BD
Investigador Principal (IP): DANIELA IVANOVA GEROVSKA
Entidad Financiadora: DEPARTAMENTO DE SALUD
Fecha de Inicio: 2021-10-01
Fecha de finalización: 2024-12-13
Importe Concedido: 64.614,00 €
DESARROLLO Y VALIDACION DE UN SISTEMA DE MONITORIZACION DE ALARMAS DE DETECCION DE EVENTOS ADVERSOS EN EL PROGRAMA DE OPTIMIZACION DE USO DE ANTIBIOTICOS (E-PROA)
Código: 2021111083/BD
Investigador Principal (IP): MARCOS JESUS ARAUZO BRAVO
Entidad Financiadora: DEPARTAMENTO DE SALUD
Fecha de Inicio: 2021-12-01
Fecha de finalización: 2024-12-01
Importe Concedido: 39.930,00 €
DESCUBRIMIENTO DE LAS PALABRAS EPIGENETICAS DE LA REGULACION CELULAR MEDIANTE EL DESARROLLO DE ALGORITMOS COMPUTACIONALES DE ANALISIS DE DATOS EPIGENOMICOS
Código: PID2020-119715GB-I00
Investigador Principal (IP): MARCOS JESUS ARAUZO BRAVO
Entidad Financiadora: MINISTERIO DE CIENCIA E INNOVACION
Fecha de Inicio: 2021-09-01
Fecha de finalización: 2024-08-31
Importe Concedido: 96.800,00 €
PLATAFORMAS ISCIII DE MEDICINA DE PRECISION ASOCIADA A LA CIENCIA Y TECNOLOGIA IMPACT DE LA AES 2017-2020.PROGRAMA CIENCIA DE DATOS.
Código: IMP/00019/BD
Investigador Principal (IP): MARCOS JESUS ARAUZO BRAVO
Entidad Financiadora: ISCIII INSTITUTO DE SALUD CARLOS III
Fecha de Inicio: 2021-01-01
Fecha de finalización: 2024-12-31
Importe Concedido: 21.633,33 €
PREDICCION DEL RIESGO DE RECAIDA EN PACIENTES SOMETIDOS A CIRUGIA DE CANCER COLORRECTAL MEDIANTE TECNICAS DE DEEP LEARNING (PRERCCOL)
Código: 2020111031/BD
Investigador Principal (IP): MARCOS JESUS ARAUZO BRAVO
Entidad Financiadora: DEPARTAMENTO DE SALUD
Fecha de Inicio: 2020-12-01
Fecha de finalización: 2024-06-30
Importe Concedido: 127.050,00 €
RESPUESTAS “ADAPTATIVAS” DE LAS CELULAS MADRE MESENQUIMALES FRENTE AL COVID19, IMPLICACION EN TERAPIA CELULAR
Código: 2020111055/BD
Investigador Principal (IP): MIKEL ARROSPIDE ELGARRESTA; DANIELA IVANOVA GEROVSKA
Entidad Financiadora: DEPARTAMENTO DE SALUD
Fecha de Inicio: 2020-12-01
Fecha de finalización: 2024-05-31
Importe Concedido: 31.339,00 €
CIRCULAR VISION. CIRCULAR DNA IN DIAGNOSIS AND DISEASE MODELS
Código: UE/2019/H2020/CIRCULARVISION2
Investigador Principal (IP): MARCOS JESUS ARAUZO BRAVO
Entidad Financiadora: COMISION EUROPEA - HORIZON 2020
Fecha de Inicio: 2020-10-01
Fecha de finalización: 2024-04-01
Importe Concedido: 478.038,75 €