Analyzing the dependence structure of microarray data: a copula–based approach

The main aim of this Ph.D. dissertation is the study of clustering dependent data by means of copula functions with particular emphasis on microarray data. Copula functions are a popular multivariate modeling tool in each field where the multivariate dependence is of great interest and their use in clustering has not been still investigated. The first part of this work contains the review of the literature of clustering methods, copula functions and microarray experiments. The attention focuses on the K–means (Hartigan, 1975; Hartigan and Wong, 1979), the hierarchical (Everitt, 1974) and the model–based (Fraley and Raftery, 1998, 1999, 2000, 2007) clustering techniques because their performance is compared. Then, the probabilistic interpretation of the Sklar’s theorem (Sklar’s, 1959), the estimation methods for copulas like the Inference for Margins (Joe and Xu, 1996) and the Archimedean and Elliptical copula families are presented. In the end, applications of clustering methods and copulas to the genetic and microarray experiments are highlighted. The second part contains the original contribution proposed. A simulation study is performed in order to evaluate the performance of the K–means and the hierarchical bottom–up clustering methods in identifying clusters according to the dependence structure of the data generating process. Different simulations are performed by varying different conditions (e.g., the kind of margins (distinct, overlapping and nested) and the value of the dependence parameter ) and the results are evaluated by means of different measures of performance. In light of the simulation results and of the limits of the two investigated clustering methods, a new clustering algorithm based on copula functions (‘CoClust’ in brief) is proposed. The basic idea, the iterative procedure of the CoClust and the description of the written R functions with their output are given. The CoClust algorithm is tested on simulated data (by varying the number of clusters, the copula models, the dependence parameter value and the degree of overlap of margins) and is compared with the performance of model–based clustering by using different measures of performance, like the percentage of well–identified number of clusters and the not rejection percentage of H0 on . It is shown that the CoClust algorithm allows to overcome all observed limits of the other investigated clustering techniques and is able to identify clusters according to the dependence structure of the data independently of the degree of overlap of margins and the strength of the dependence. The CoClust uses a criterion based on the maximized log–likelihood function of the copula and can virtually account for any possible dependence relationship between observations. Many peculiar characteristics are shown for the CoClust, e.g. its capability of identifying the true number of clusters and the fact that it does not require a starting classification. Finally, the CoClust algorithm is applied to the real microarray data of Hedenfalk et al. (2001) both to the gene expressions observed in three different cancer samples and to the columns (tumor samples) of the whole data matrix.

Prevalence and determinants of colonic polyps in children undergoing colonoscopy: A large hospital-based cross-sectional study

Background. Colorectal polyps are abnormal growths in the wall of the colon including the rectum. The study aims to estimate the prevalence and type of colonic polyps in children undergoing colonoscopic examination at Texas Children's Hospital (TCH) in Houston, Texas during 2000-2007. Also, to examine the factors associated with colonic polyps and the potential determinants of colonic polyps in children undergoing colonoscopy and compare those who had colonic polyps with those who did not on colonoscopy, and determine the significant risk factors of colonic polyps in these children. ^ Methods. We conducted a cross sectional study to analyze data collected at TCH. We obtained demographic, clinical, and histopathology information on consecutive patients who underwent colonoscopy during 2000-2007 from endoscopic records contained in the PEDS-CORI registry (Pediatric Endoscopy Database System-Clinical Outcomes Research Initiative), and abstracted data from the accompanying histopathology reports. ^ Results. We identified 2,693-unique patients, under 18 years of age, who underwent colonoscopy. Approximately 65.5% were white non-Hispanic, and 10.8% African-American. The mean age was 8.7 years and 51.8% were female patients. Polyps were present in 174 patients (6.5%). The most common two histological types were juvenile (60.6%), inflammatory (17.4%). We found that the prevalence of polyps was higher in younger aged children (12.9% in 0-5 years) than in older aged children (4% in 15-17 years), and slightly higher in males than in females (7.9% and 5.4% respectively). For males only, the odds of polyps were statistically significantly higher in Blacks and Hispanics compared to white non Hispanics (OR of 2.2 and 2.1, respectively, and 95% CI of 1.3, 3.9 and 1.3, 3.5 respectively). The indications for colonoscopy were different for children with polyps compared to those without polyps, i.e., 47.0% vs. 19.8% respectively for lower GI bleeding, 2.7% vs. 21.4% respectively for abdominal pain/bloating, and, or 0.9% vs. 9.6% respectively for diarrhea. ^ Conclusion. Colorectal polyps occur in about 1 in 15 children and adolescents undergoing first colonoscopy. The demographic variable of younger age is strongly associated with having polyps irrespective of ethnicity. Lower GI bleeding is strongly related to the presence of colorectal polyps in children and adolescents undergoing colonoscopy.^

El progreso de microrregionalización como estrategia del desarrollo local : Un estudio de la provincia de Chaco

El artículo analiza la experiencia de desarrollo llevada a cabo por el gobierno del Chaco, Argentina, entre los años 2000 y 2007 mediante la organización del territorio provincial en microrregiones. El énfasis ha sido puesto en los aspectos participativos y en el sentido que el proceso adquirió para sus propios actores. La noción de territorio, en su vinculación con el término ?campo? de Bourdieu, constituyó un concepto relevante a los efectos del análisis. En primer lugar, se explicitan los ejes teóricos del discurso oficial que origina y promueve el proceso: la opción por el desarrollo sustentable, la perspectiva de integración de lo económico con lo social y la generación de espacios participativos para la gestión de las políticas públicas. En la descripción de la experiencia se identifican las tensiones, actores y lógicas subyacentes: iniciativas y razones para la creación de cada microrregión, modalidad de la participación, consecuencias y obstáculos. El análisis muestra que la tensión entre los intereses económicos de los sectores productivos más estabilizados y las expectativas sociales de los sectores vulnerados no logra dirimirse, por lo cual la voluntad asociativa discurre en el marco de esta lógica. El Estado no puede ser un actor prescindente. Estos procesos deben contribuir a afirmar la identidad cultural y el sentido de pertenencia desde una perspectiva que reconozca la diversidad pero no legitime la desigualdad. En este contexto, se destaca la importancia de abrir espacios que permitan nuclear a la población de las distintas jurisdicciones para la discusión de ejes, la definición de políticas y la construcción de consensos que incluyan el reconocimiento del otro como igual, fortaleciendo los mecanismos de cohesión social

El progreso de microrregionalización como estrategia del desarrollo local : Un estudio de la provincia de Chaco

El artículo analiza la experiencia de desarrollo llevada a cabo por el gobierno del Chaco, Argentina, entre los años 2000 y 2007 mediante la organización del territorio provincial en microrregiones. El énfasis ha sido puesto en los aspectos participativos y en el sentido que el proceso adquirió para sus propios actores. La noción de territorio, en su vinculación con el término ?campo? de Bourdieu, constituyó un concepto relevante a los efectos del análisis. En primer lugar, se explicitan los ejes teóricos del discurso oficial que origina y promueve el proceso: la opción por el desarrollo sustentable, la perspectiva de integración de lo económico con lo social y la generación de espacios participativos para la gestión de las políticas públicas. En la descripción de la experiencia se identifican las tensiones, actores y lógicas subyacentes: iniciativas y razones para la creación de cada microrregión, modalidad de la participación, consecuencias y obstáculos. El análisis muestra que la tensión entre los intereses económicos de los sectores productivos más estabilizados y las expectativas sociales de los sectores vulnerados no logra dirimirse, por lo cual la voluntad asociativa discurre en el marco de esta lógica. El Estado no puede ser un actor prescindente. Estos procesos deben contribuir a afirmar la identidad cultural y el sentido de pertenencia desde una perspectiva que reconozca la diversidad pero no legitime la desigualdad. En este contexto, se destaca la importancia de abrir espacios que permitan nuclear a la población de las distintas jurisdicciones para la discusión de ejes, la definición de políticas y la construcción de consensos que incluyan el reconocimiento del otro como igual, fortaleciendo los mecanismos de cohesión social

El progreso de microrregionalización como estrategia del desarrollo local : Un estudio de la provincia de Chaco

El artículo analiza la experiencia de desarrollo llevada a cabo por el gobierno del Chaco, Argentina, entre los años 2000 y 2007 mediante la organización del territorio provincial en microrregiones. El énfasis ha sido puesto en los aspectos participativos y en el sentido que el proceso adquirió para sus propios actores. La noción de territorio, en su vinculación con el término ?campo? de Bourdieu, constituyó un concepto relevante a los efectos del análisis. En primer lugar, se explicitan los ejes teóricos del discurso oficial que origina y promueve el proceso: la opción por el desarrollo sustentable, la perspectiva de integración de lo económico con lo social y la generación de espacios participativos para la gestión de las políticas públicas. En la descripción de la experiencia se identifican las tensiones, actores y lógicas subyacentes: iniciativas y razones para la creación de cada microrregión, modalidad de la participación, consecuencias y obstáculos. El análisis muestra que la tensión entre los intereses económicos de los sectores productivos más estabilizados y las expectativas sociales de los sectores vulnerados no logra dirimirse, por lo cual la voluntad asociativa discurre en el marco de esta lógica. El Estado no puede ser un actor prescindente. Estos procesos deben contribuir a afirmar la identidad cultural y el sentido de pertenencia desde una perspectiva que reconozca la diversidad pero no legitime la desigualdad. En este contexto, se destaca la importancia de abrir espacios que permitan nuclear a la población de las distintas jurisdicciones para la discusión de ejes, la definición de políticas y la construcción de consensos que incluyan el reconocimiento del otro como igual, fortaleciendo los mecanismos de cohesión social