Towards the Knowledge-based Design of Universal Influenza Epitope Ensemble Vaccines

Motivation: Influenza A viral heterogeneity remains a significant threat due to unpredictable antigenic drift in seasonal influenza and antigenic shifts caused by the emergence of novel subtypes. Annual review of multivalent influenza vaccines targets strains of influenza A and B likely to be predominant in future influenza seasons. This does not induce broad, cross protective immunity against emergent subtypes. Better strategies are needed to prevent future pandemics. Cross-protection can be achieved by activating CD8+ and CD4+ T cells against highly-conserved regions of the influenza genome. We combine available experimental data with informatics-based immunological predictions to help design vaccines potentially able to induce cross-protective T-cells against multiple influenza subtypes. Results: To exemplify our approach we designed two epitope ensemble vaccines comprising highlyconserved and experimentally-verified immunogenic influenza A epitopes as putative non-seasonal influenza vaccines; one specifically targets the US population and the other is a universal vaccine. The USA-specific vaccine comprised 6 CD8+ T cell epitopes (GILGFVFTL, FMYSDFHFI, GMDPRMCSL, SVKEKDMTK, FYIQMCTEL, DTVNRTHQY) and 3 CD4+ epitopes (KGILGFVFTLTVPSE, EYIMKGVYINTALLN, ILGFVFTLTVPSERG). The universal vaccine comprised 8 CD8+ epitopes: (FMYSDFHFI, GILGFVFTL, ILRGSVAHK, FYIQMCTEL, ILKGKFQTA, YYLEKANKI, VSDGGPNLY, YSHGTGTGY) and the same 3 CD4+ epitopes. Our USA-specific vaccine has a population protection coverage (portion of the population potentially responsive to one or more component epitopes of the vaccine, PPC) of over 96% and 95% coverage of observed influenza subtypes. The universal vaccine has a PPC value of over 97% and 88% coverage of observed subtypes.

ArrayMining: a modular web-application for microarray analysis combining ensemble and consensus methods with cross-study normalization

Background: Statistical analysis of DNA microarray data provides a valuable diagnostic tool for the investigation of genetic components of diseases. To take advantage of the multitude of available data sets and analysis methods, it is desirable to combine both different algorithms and data from different studies. Applying ensemble learning, consensus clustering and cross-study normalization methods for this purpose in an almost fully automated process and linking different analysis modules together under a single interface would simplify many microarray analysis tasks. Results: We present ArrayMining.net, a web-application for microarray analysis that provides easy access to a wide choice of feature selection, clustering, prediction, gene set analysis and cross-study normalization methods. In contrast to other microarray-related web-tools, multiple algorithms and data sets for an analysis task can be combined using ensemble feature selection, ensemble prediction, consensus clustering and cross-platform data integration. By interlinking different analysis tools in a modular fashion, new exploratory routes become available, e.g. ensemble sample classification using features obtained from a gene set analysis and data from multiple studies. The analysis is further simplified by automatic parameter selection mechanisms and linkage to web tools and databases for functional annotation and literature mining. Conclusion: ArrayMining.net is a free web-application for microarray analysis combining a broad choice of algorithms based on ensemble and consensus methods, using automatic parameter selection and integration with annotation databases.

Ecologically relevant characteristics of flow-regime of Rufiji Basin in Tanzania (an ensemble of ecohydrological clues to infer associeted ramifications on dtream and ecosystem)

Dissertação de Mestrado, Ecohidrologia - Erasmus Mundus, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2014

An ensemble of intelligent water drop algorithms and its application to optimization problems

Crown Copyright © 2015 Published by Elsevier Inc. All rights reserved. The Intelligent Water Drop (IWD) algorithm is a recent stochastic swarm-based method that is useful for solving combinatorial and function optimization problems. In this paper, we propose an IWD ensemble known as the Master-River, Multiple-Creek IWD (MRMC-IWD) model, which serves as an extension of the modified IWD algorithm. The MRMC-IWD model aims to improve the exploration capability of the modified IWD algorithm. It comprises a master river which cooperates with multiple independent creeks to undertake optimization problems based on the divide-and-conquer strategy. A technique to decompose the original problem into a number of sub-problems is first devised. Each sub-problem is then assigned to a creek, while the overall solution is handled by the master river. To empower the exploitation capability, a hybrid MRMC-IWD model is introduced. It integrates the iterative improvement local search method with the MRMC-IWD model to allow a local search to be conducted, therefore enhancing the quality of solutions provided by the master river. To evaluate the effectiveness of the proposed models, a series of experiments pertaining to two combinatorial problems, i.e., the travelling salesman problem (TSP) and rough set feature subset selection (RSFS), are conducted. The results indicate that the MRMC-IWD model can satisfactorily solve optimization problems using the divide-and-conquer strategy. By incorporating a local search method, the resulting hybrid MRMC-IWD model not only is able to balance exploration and exploitation, but also to enable convergence towards the optimal solutions, by employing a local search method. In all seven selected TSPLIB problems, the hybrid MRMC-IWD model achieves good results, with an average deviation of 0.021% from the best known optimal tour lengths. Compared with other state-of-the-art methods, the hybrid MRMC-IWD model produces the best results (i.e. the shortest and uniform reducts of 20 runs) for all13 selected RSFS problems.

A time series ensemble method to predict wind power

Wind power prediction refers to an approximation of the probable production of wind turbines in the near future. We present a time series ensemble framework to predict wind power. Time series wind data is transformed using a number of complementary methods. Wind power is predicted on each transformed feature space. Predictions are aggregated using a neural network at a second stage. The proposed framework is validated on wind data obtained from ten different locations across Australia. Experimental results demonstrate that the ensemble predictor performs better than the base predictors.

An ensemble learning approach for addressing the class imbalance problem in twitter spam detection

Being an important source for real-time information dissemination in recent years, Twitter is inevitably a prime target of spammers. It has been showed that the damage caused by Twitter spam can reach far beyond the social media platform itself. To mitigate the threat, a lot of recent studies use machine learning techniques to classify Twitter spam and report very satisfactory results. However, most of the studies overlook a fundamental issue that is widely seen in real-world Twitter data, i.e., the class imbalance problem. In this paper, we show that the unequal distribution between spam and non-spam classes in the data has a great impact on spam detection rate. To address the problem, we propose an ensemble learning approach, which involves three steps. In the first step, we adjust the class distribution in the imbalanced data set using various strategies, including random oversampling, random undersampling and fuzzy-based oversampling. In the next step, a classification model is built upon each of the redistributed data sets. In the final step, a majority voting scheme is introduced to combine all the classification models. Experimental results obtained using real-world Twitter data indicate that the proposed approach can significantly improve the spam detection rate in data sets with imbalanced class distribution.

Subject response rates in case-control studies of cancer : time trends, study design determinants, and quality of reporting

Objectifs: Examiner les tendances temporelles, les déterminants en lien avec le design des études et la qualité des taux de réponse rapportés dans des études cas-témoins sur le cancer publiées lors des 30 dernières années. Méthodes: Une revue des études cas-témoins sur le cancer a été menée. Les critères d'inclusion étaient la publication (i) dans l’un de 15 grands périodiques ciblés et (ii) lors de quatre périodes de publication (1984-1986, 1995, 2005 et 2013) couvrant trois décennies. 370 études ont été sélectionnées et examinées. La méthodologie en lien avec le recrutement des sujets et la collecte de données, les caractéristiques de la population, les taux de participation et les raisons de la non-participation ont été extraites de ces études. Des statistiques descriptives ont été utilisées pour résumer la qualité des taux de réponse rapportés (en fonction de la quantité d’information disponible), les tendances temporelles et les déterminants des taux de réponse; des modèles de régression linéaire ont été utilisés pour analyser les tendances temporelles et les déterminants des taux de participation. Résultats: Dans l'ensemble, les qualités des taux de réponse rapportés et des raisons de non-participation étaient très faible, particulièrement chez les témoins. La participation a diminué au cours des 30 dernières années, et cette baisse est plus marquée dans les études menées après 2000. Lorsque l'on compare les taux de réponse dans les études récentes a ceux des études menées au cours de 1971 à 1980, il y a une plus grande baisse chez les témoins sélectionnés en population générale ( -17,04%, IC 95%: -23,17%, -10,91%) que chez les cas (-5,99%, IC 95%: -11,50%, -0,48%). Les déterminants statistiquement significatifs du taux de réponse chez les cas étaient: le type de cancer examiné, la localisation géographique de la population de l'étude, et le mode de collecte des données. Le seul déterminant statistiquement significatif du taux de réponse chez les témoins hospitaliers était leur localisation géographique. Le seul déterminant statistiquement significatif du taux de participation chez les témoins sélectionnés en population générale était le type de répondant (sujet uniquement ou accompagné d’une tierce personne). Conclusion: Le taux de participation dans les études cas-témoins sur le cancer semble avoir diminué au cours des 30 dernières années et cette baisse serait plus marquée dans les études récentes. Afin d'évaluer le niveau réel de non-participation et ses déterminants, ainsi que l'impact de la non-participation sur la validité des études, il est nécessaire que les études publiées utilisent une approche normalisée pour calculer leurs taux de participation et qu’elles rapportent ceux-ci de façon transparente.

Étude du niveau de B Lymphocyte Stimulator (BLyS) et de son impact sur les lymphocytes B en relation avec l’infection et la résistance au virus d’immunodéficience humaine (VIH) chez des travailleuses du sexe au Bénin

L’infection au VIH s’accompagne souvent de dérégulations du compartiment des lymphocytes B qui nuisent à la génération de réponses efficaces. En effet, détectées tôt après l’infection, ces dérégulations perdurent, ne sont pas totalement restaurées par la thérapie, et mènent souvent à des manifestations auto-immunes et lymphomes. Une étude longitudinale de notre groupe, effectuée avec des cellules mononucléées du sang circulant provenant de patients VIH+ avec différents types de progression clinique, a démontré qu’un niveau élevé de BLyS chez des individus VIH+ progresseurs était associé à une dérégulation des fréquences de populations de cellules B avec augmentation de cellules innées de la zone marginale (MZ) présentant des caractéristiques d’immaturité et d’activation. Au contraire, chez des individus VIH+ non-progresseurs avirémiques ou contrôleurs d’élite, les niveaux de BLyS étaient dans la normale et ce sont les fréquences de cellules B MZ plus matures qui étaient diminuées. La résistance au VIH pourrait aussi impliquer le contrôle de BLyS et son impact sur les cellules B. De ce fait, nous avons préalablement recruté une cohorte de travailleuses du sexe (TS) à Cotonou (Bénin) dans laquelle nous avons identifié des femmes qui demeurent séronégatives malgré une exposition soutenue au virus. Nous avons mesuré les niveaux de BLyS dans le sang et dans les lavages cervico-vaginaux (CVL) de TS VIH- et les avons comparés à ceux mesurés chez des TS VIH+ et un groupe contrôle de non-TS VIH- . Nous avons trouvé que les niveaux de BLyS dans le sang et le CVL des TS VIH- étaient inférieurs à ceux des TS VIH+ et des non-TS VIH-. Le niveau d’expression de BLyS à la surface des lymphocytes T, monocytes et cellules dendritiques de TS VIH- était augmenté, mais à un niveau moindre que les TS VIH+. Chez les TS VIH+, les hauts niveaux de BLyS étaient concomitants avec une dérégulation du compartiment B caractérisée par une hyperglobulinémie, une augmentation de la fréquence de populations avec un profil immature/inné et une plus grande proportion de plasmablastes IgG vs IgA. Au contraire, les niveaux inférieurs de BLyS dans le sang des TS VIH- coïncident avec un compartiment B préservé, révélant que les lymphocytes B MZ peuvent être impliqués dans l’immunité naturelle au VIH. Ces résultats démontrent l’importance du contrôle des niveaux de BLyS et du maintien de l’intégrité du compartiment B dans la résistance au VIH.

Exposure to Stressful Life Events and Lung Cancer Risk

Objectif: Examiner l’association entre l'exposition aux évènements stressants de la vie et le cancer du poumon. Méthodes: Les données proviennent d’une étude cas-témoins, menée chez les hommes et les femmes vivant dans la région métropolitaine de Montréal entre 1996 et 2001. Le cancer du poumon d’un cas éligible devait être confirmé histologiquement à l’un des 18 hôpitaux de cette région. Les témoins ont été sélectionnés aléatoirement de la liste électorale du Québec et ont été appariés au cas par fréquence de groupes d'âge et par sexe. Un questionnaire a été administré en entrevue pour recueillir les données, dont l’évaluation de huit évènements stressants de la vie par le participant. Si le participant avait vécu un évènement stressant ciblé durant les six dernières années, il devait aussi coter cet évènement sur une échelle de trois points. La régression logistique non conditionnelle a été utilisée pour estimer les rapports de cotes ainsi que leurs intervalles de confiance à 95%. Des analyses par sexe, niveau de tabagisme et par type histologique ont été réalisées. Nous avons aussi analysé l’association entre le cancer du poumon et le nombre total d'évènements, les évènements de perte et les évènements socioéconomiques, ainsi que chaque évènement individuellement. Les analyses des scores d'impact autoévalués et avec un score externe de perception, ont également été menées. Résultats: La population de ce projet comprend 1061 cas et 1422 témoins, âgés de 35 à 70 ans. Les participants inclus avaient répondu aux sections du questionnaire portant sur les facteurs de style de vie et sur l'historique de tabagisme. Dans l'ensemble, nous n’avons pas observé d’association entre le cancer du poumon et l'exposition aux évènements stressants de la vie. Nous avons observé une diminution du risque pour les évènements socioéconomiques autoévalués comme peu stressants (RC=0,50; IC 95%= 0,31 - 0,81). Conclusion: Nos résultats suggèrent que les évènements socioéconomiques sont associées à un risque réduit si ces évènements sont considérés comme peu stressant.

Le conflit de travail à l’usine d’Alma de Rio Tinto Alcan en 2012 : un déséquilibre du rapport de force entre un syndicat local et une entreprise multinationale?

Ce mémoire analyse la mobilisation multiniveaux de la section locale 9490 d'Alma du syndicat des Métallos lors de son conflit de travail avec Rio Tinto Alcan à l'hiver 2012. Lors de la négociation pour le renouvellement de la convention collective, le syndicat, affilié à la FTQ, est mis en lock-out par Rio Tinto Alcan, une entreprise multinationale anglo-australienne. Rio Tinto achète Alcan, une entreprise multinationale canadienne, au milieu des années 2000 et souhaite rentabiliser son investissement. Le Syndicat tient à maintenir ses acquis et les emplois de qualité dans la région et à ne pas céder devant ce nouvel employeur. Le syndicat des Métallos est affilié au syndicat international United SteelWorkers. Ensemble, ils mettront sur pied une campagne stratégique internationale afin de faire contrepoids aux énormes ressources de l'employeur. Cette étude analyse le déploiement d'un syndicat international lors d'un conflit de travail au niveau local avec une entreprise multinationale et identifie les impacts de la campagne sur les relations de travail.

Reconfigurations de la chaîne de valeur de l’industrie aéronautique au Québec : mises à niveau des processus et des compétences des entreprises sous-traitantes

Étude de cas comparative portant sur l'évolution de la chaîne de valeur aéronautique du grand Montréal. L'objet d'étude est le développement des capacités organisationnelles des firmes sous-traitantes grâce à des mises à niveau de leurs systèmes de production. Ces mises à niveau sont considérées s'inscrire dans un cadre stratégique en lien avec le positionnement de marché visé et générer des opportunités de formation et apprentissage. Un processus d'apprentissage commun aux firmes est relevé et présente des activités de conversion de savoir centrales au développement des compétences. Les analyses indiquent que des mises à niveau de fonction sont à favoriser pour élargir les capacités organisationnelles et l'offre de services correspondante de ces firmes jusqu’à l’atteinte du rang d’intégrateur. Le paradigme des chaînes de valeur et l’approche basée sur les ressources et l’apprentissage issu de la gestion stratégique sont agencés en continuum pour l’analyse des phénomènes.

Identification de protéines impliquées dans la localisation des ARNm au niveau de l'appareil mitotique

La localisation des ARNm au niveau des microtubules et des centrosomes laisse voir le centrosome et le fuseau mitotique comme des complexes ribonucléoprotéiques. Cependant, le mécanisme de localisation des ARNm à ces différentes structures ainsi que leurs fonctions dans la régulation de la mitose restent encore incompris. L’objectif était ici de caractériser des protéines de liaison à l’ARN (RNA Binding Proteins, RBPs) fonctionnellement impliquées dans la localisation des ARNm mitotiques chez la Drosophile et d’évaluer la conservation de la fonction de ces RBPs dans les cellules humaines. La déplétion de RBPs par RNAi générée dans des Drosophiles mutantes résulte en des phénotypes distincts de localisation anormale de l’ARNm centrosomique cen et en des défauts mitotiques différents selon le RBP ciblé, suggérant des fonctions différentes de ces RBPs. De plus, dans les jeunes embryons, les RBPs Bru-2 et Mask semblent être fonctionnellement importants pour la mitose via la régulation de l’ARNm cen, donnant un aperçu de la possible fonction mitotique de RBPs dans la régulation d’un ARN centrosomique. De plus, il a été observé dans un criblage d’immunofluorescence dans des cellules HeLa en métaphase que HNRNPUL1 colocalise au fuseau et aux centrosomes. HNRNPUL1 pourrait être impliqué dans la régulation de l’ARNm CDR2 (orthologue de cen) puisque la déplétion de l’orthologue de HNRNPUL1 dans la Drosophile, CG30122, résulte en une localisation anormale de l’ARNm centrosomique cen.

L’étendue effective de pratique des infirmières oeuvrant en santé mentale et le niveau de formation

L’importance du rôle de l’infirmière dans le système de santé autant au niveau de l’accessibilité que la qualité et la sécurité des soins et services donnés à la population est reconnue. Pour être en mesure d’exercer pleinement ce rôle, les infirmières doivent être en mesure d’exercer à leur pleine étendue de pratique. Les infirmières œuvrant dans le domaine de la santé mentale n’y font pas exception. Or, les recherches démontrent que les infirmières ne parviennent pas à mettre en oeuvre l’ensemble des activités pour lesquelles elles détiennent la formation et l’expérience. Cette recherche vise à mesurer l’étendue de pratique effective des infirmières oeuvrant en santé mentale ainsi qu’à identifier l’influence du niveau de formation sur cette étendue de pratique. Cette étude prend appui sur le SCOP model de Déry et al. (2015) qui mentionne que certaines caractéristiques de l’environnement et individuelles, telles que le niveau de formation, peuvent influencer l’étendue effective de la pratique des infirmières. Le déploiement de cette étendue de pratique a le potentiel d’influencer à son tour la satisfaction professionnelle des infirmières (Déry et al., 2013), la qualité des soins aux patients ainsi que d’autres variables organisationnelles telles que l’accessibilité, les durées moyennes de séjours et les coûts. Un devis corrélationnel descriptif a été retenu pour cette étude. Un questionnaire de type Likert a été complété par les infirmières (n=80) d’un Institut universitaire en santé mentale du Québec. Des analyses de la variance ont été utilisées pour comparer les moyennes d’étendue de pratique selon les ni-veaux de formation. Les résultats démontrent un déploiement sous-optimal de l’étendue de la pratique des infirmières (4,24/6; E.T.= 0,63). Cette étendue de pratique est tout de même supérieure à l’étendue de pratique des infirmières d’autres milieux qui a été mesurée à l’aide du questionnaire de l’étendue de la pratique infirmière (QÉPI). Les analyses effectuées concernant l’influence du niveau de formation sur l’étendue de pratique n’ont révélées aucune différence significative entre les niveaux de formation F (3, 77) = 0,707, p = 0,551. Le niveau de formation des infirmières, la présence d’un biais de représentation, le manque de puissance statistique et certaines caractéristiques de l’emploi peuvent expliquer ces résultats. Les résultats de cette étude semblent constituer une recherche empirique initiale puisqu'il s’agit à ce jour de l’unique recherche à avoir mesuré l’étendue de pratique des infirmières œuvrant en santé mentale à l’aide du QÉPI et à avoir tenté de connaître l’influence que pouvait avoir le niveau de formation sur l’étendue de leur pratique.

Ensemble Stream Model for Data-Cleaning in Sensor Networks

Ensemble Stream Modeling and Data-cleaning are sensor information processing systems have different training and testing methods by which their goals are cross-validated. This research examines a mechanism, which seeks to extract novel patterns by generating ensembles from data. The main goal of label-less stream processing is to process the sensed events to eliminate the noises that are uncorrelated, and choose the most likely model without over fitting thus obtaining higher model confidence. Higher quality streams can be realized by combining many short streams into an ensemble which has the desired quality. The framework for the investigation is an existing data mining tool. First, to accommodate feature extraction such as a bush or natural forest-fire event we make an assumption of the burnt area (BA*), sensed ground truth as our target variable obtained from logs. Even though this is an obvious model choice the results are disappointing. The reasons for this are two: One, the histogram of fire activity is highly skewed. Two, the measured sensor parameters are highly correlated. Since using non descriptive features does not yield good results, we resort to temporal features. By doing so we carefully eliminate the averaging effects; the resulting histogram is more satisfactory and conceptual knowledge is learned from sensor streams. Second is the process of feature induction by cross-validating attributes with single or multi-target variables to minimize training error. We use F-measure score, which combines precision and accuracy to determine the false alarm rate of fire events. The multi-target data-cleaning trees use information purity of the target leaf-nodes to learn higher order features. A sensitive variance measure such as f-test is performed during each node’s split to select the best attribute. Ensemble stream model approach proved to improve when using complicated features with a simpler tree classifier. The ensemble framework for data-cleaning and the enhancements to quantify quality of fitness (30% spatial, 10% temporal, and 90% mobility reduction) of sensor led to the formation of streams for sensor-enabled applications. Which further motivates the novelty of stream quality labeling and its importance in solving vast amounts of real-time mobile streams generated today.

Informational masking and the effects of differences in fundamental frequency and fundamental-frequency contour on phonetic integration in a formant ensemble

This study explored the effects on speech intelligibility of across-formant differences in fundamental frequency (ΔF0) and F0 contour. Sentence-length speech analogues were presented dichotically (left=F1+F3; right=F2), either alone or—because competition usually reveals grouping cues most clearly—accompanied in the left ear by a competitor for F2 (F2C) that listeners must reject to optimize recognition. F2C was created by inverting the F2 frequency contour. In experiment 1, all left-ear formants shared the same constant F0 and ΔF0F2 was 0 or ±4 semitones. In experiment 2, all left-ear formants shared the natural F0 contour and that for F2 was natural, constant, exaggerated, or inverted. Adding F2C lowered keyword scores, presumably because of informational masking. The results for experiment 1 were complicated by effects associated with the direction of ΔF0F2; this problem was avoided in experiment 2 because all four F0 contours had the same geometric mean frequency. When the target formants were presented alone, scores were relatively high and did not depend on the F0F2 contour. F2C impact was greater when F2 had a different F0 contour from the other formants. This effect was a direct consequence of the associated ΔF0; the F0F2 contour per se did not influence competitor impact.