Herramienta de analítica visual para datos de microbioma intestinal

INTRODUCCIÓN: El estudio del microbioma humano emerge como un campo de investigación esencial para comprender mejor diversos aspectos de la salud humana. La composición y diversidad de microorganismos en el intestino tienen un impacto significativo en la salud general, y se ha demostrado que están relacionados con una variedad de enfermedades. La medicina personalizada, está aprovechando cada vez más la información del microbioma para desarrollar estrategias preventivas y terapéuticas más precisas y efectivas. Sin embargo, el análisis del microbioma enfrenta desafíos significativos debido a la gran cantidad de datos generados y la complejidad en su interpretación. La analítica visual es una valiosa herramienta en este contexto, permitiendo a los investigadores explorar y comprender mejor las complejas interacciones microbianas y su relación con la salud humana. OBJETIVOS: El objetivo principal del proyecto es crear una plataforma web interactiva para el análisis visual de datos metagenómicos, facilitando la exploración intuitiva y adaptándose a las necesidades específicas de cada estudio que se realice. METODOLOGÍA: Se ha desarrollado un pipeline de procesado, comprendiendo los pasos más importantes de un análisis de microbioma, basado en el software QIIME2. Posteriormente se ha desarrollado un módulo para generar distintas representaciones gráficas, utilizando la biblioteca Plotly. Por último, se ha implementado una página web utilizando Streamlit para representar todas las gráficas en forma de panel de visualización interactivo. RESULTADOS: El resultado del proyecto es una plataforma web localmente alojada, en la que se puede navegar entre diversas pestañas y visualizar distintos gráficos, cada pestaña dedicada a un parámetro relevante en la investigación del microbioma. Todas las representaciones gráficas son altamente interactivas, lo que permite a los usuarios modificar tanto la información visualizada como su presentación, facilitando un análisis exhaustivo y adaptable a las necesidades específicas. CONCLUSIONES: Se ha desarrollado con éxito una plataforma web interactiva para la visualización y análisis de datos de microbioma intestinal, cumpliendo todos los objetivos planteados. A pesar de la falta de experiencia previa en desarrollo web, se ha conseguido una herramienta intuitiva que permite generar y explorar gráficos de analítica visual basados en un set de datos real. La plataforma no solo demuestra su capacidad y utilidad en esta prueba de concepto, sino que también está preparada para integrar fácilmente módulos adicionales de procesado en el futuro, ampliando su aplicabilidad a nuevos conjuntos de datos y proyectos de investigación. Los resultados obtenidos son coherentes con estudios previos, destacando su fiabilidad.

INTRODUCTION: The study of human microbiome is emerging as an essential field of research to understand better various aspects of human health. The composition and diversity of microorganisms in the gut have a significant impact on overall health and it has been shown to be related to a variety of diseases. Personalized medicine is increasingly harnessing microbiome information to develop more precise and effective preventive and therapeutic strategies. However, microbiome analysis faces significant challenges due to the large amount of data generated and the complexity of its interpretation. Visual analytics is a valuable tool in this context, allowing researchers to explore and better understand complex microbial interactions and their relationship with human health. OBJECTIVES: The main objective of the project is to create an interactive web platform for the visual analysis of metagenomic data, facilitating intuitive exploration and adapting to the specific needs of each study to be carried out. METHODOLOGY: A processing pipeline has been developed, comprising the most important steps of a microbiome analysis, based on the QIIME2 software. Subsequently, a module has been developed to generate different graphical representations, using the Plotly library. Finally, a web page has been implemented using Streamlit to represent all the graphs in the form of an interactive visualization panel. RESULTS: The result of the project is a locally hosted web platform, where users can navigate between different tabs and visualize different graphs, each tab dedicated to a relevant parameter in microbiome research. All graphical representations are highly interactive, allowing users to modify both the information displayed and its presentation, facilitating a comprehensive and customizable analysis. CONCLUSION: An interactive web platform for the visualization and analysis of gut microbiome data has been successfully developed, accomplishing all the objectives set. Despite the lack of previous web development experience, an intuitive tool has been achieved that allows visual analytics graphs to be generated and explored based on a real dataset. The platform not only demonstrates its capability and usefulness in this proof of concept but is also prepared to easily integrate additional processing modules in the future, extending its applicability to new datasets and research projects. The results obtained are consistent with previous studies, highlighting its reliability.