Microarrays containing long oligonucleotides provide sensitive and specific detection of gene expression and are becoming a popular experimental platform. In the process of designing an oligonucleotide microarray for Brucella, we optimized the overall design of the array and created probes to distinguish among the known Brucella species. A 3-way genome comparison identified a set of genes which occur uniquely in only one or two of the sequenced Brucella genomes. Reverse transcriptase PCR assays of over one hundred unique and pairwise-differential regions identified in Brucella revealed several groups of genes that are transcribed in vivo with potential significance for virulence. The structural and thermodynamic properties of a set of 70mer oligonucleotide probes for a combined B. abortus, B. melitensis and B. suis microarray were modeled to help perform quantitative interpretation of the microarray data. Prediction and thermodynamic analysis of secondary structure formation in a genome-wide set of transcripts from Brucella suis 1330 demonstrated that properties of the target molecule have the potential to strongly influence the rate and extent of hybridization between transcript and an oligonucleotide probe in a microarray experiment. Despite relatively high hybridization temperatures used in the modeling process, parts of the target molecules are predicted to be inaccessible to intermolecular hybridization due to the formation of stable intramolecular secondary structure. Features in the Brucella genomes with potential diagnostic use were identified, and the extent to which target secondary structure, a molecular property which is not considered in the array design process, may influence the quality of results was characterized. / Master of Science

No / In the past two decades comparative genomic hybridization (CGH) and array CGH have become crucial and indispensable tools in clinical diagnostics. Initially developed for the genome-wide screening of chromosomal imbalances in tumor cells, CGH as well as array CGH have also been employed in genotoxicology and most recently in toxicogenomics. The latter methodology allows a multi-endpoint analysis of how genes and proteins react to toxic agents revealing molecular mechanisms of toxicology. This chapter provides a background on the use of CGH and array CGH in the context of genotoxicology as well as a protocol for conventional CGH to understand the basic principles of CGH. Array CGH is still cost intensive and requires suitable analytical algorithms but might become the dominating assay in the future when more companies provide a large variety of different commercial DNA arrays/chips leading to lower costs for array CGH equipment as well as consumables such as DNA chips. As the amount of data generated with microarrays exponentially grows, the demand for powerful adaptive algorithms for analysis, competent databases, as well as a sound regulatory framework will also increase. Nevertheless, chromosomal and array CGH are being demonstrated to be effective tools for investigating copy number changes/variations in the whole genome, DNA expression patterns, as well as loss of heterozygosity after a genotoxic impact. This will lead to new insights into affected genes and the underlying structures of regulatory and signaling pathways in genotoxicology and could conclusively identify yet unknown harmful toxicants.

Yes / Background: Soft tissue sarcomas are heterogeneous and a major complication in their management is that the existing classification scheme is not definitive and is still evolving. Leiomyosarcomas, a major histologic category of soft tissue sarcomas, are malignant tumours displaying smooth muscle differentiation. Although defined as a single group, they exhibit a wide range of clinical behaviour. We aimed to carry out molecular classification to identify new molecular subgroups with clinical relevance. Methods: We used gene expression profiling on 20 extra-uterine leiomyosarcomas and cross-study analyses for molecular classification of leiomyosarcomas. Clinical significance of the subgroupings was investigated. Results: We have identified two distinct molecular subgroups of leiomyosarcomas. One group was characterised by high expression of 26 genes that included many genes from the sub-classification gene cluster proposed by Nielsen et al. These sub-classification genes include genes that have importance structurally, as well as in cell signalling. Notably, we found a statistically significant association of the subgroupings with tumour grade. Further refinement led to a group of 15 genes that could recapitulate the tumour subgroupings in our data set and in a second independent sarcoma set. Remarkably, cross-study analyses suggested that these molecular subgroups could be found in four independent data sets, providing strong support for their existence. Conclusions: Our study strongly supported the existence of distinct leiomyosarcoma molecular subgroups, which have clinical association with tumour grade. Our findings will aid in advancing the classification of leiomyosarcomas and lead to more individualised and better management of the disease. / Alexander Boag Sarcoma Fund.

Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) has an extremely poor prognosis. To improve the prognosis, novel molecular markers and targets for earlier diagnosis and adjuvant and/or neoadjuvant treatment are needed. Recent advances in human genome research and high-throughput molecular technologies make it possible to cope with the molecular complexity of malignant tumors. With DNA array technology, mRNA expression levels of thousand of genes can be measured simultaneously in a single assay. As several studies using microarrays in PDAC have already been published, this review attempts to compare the published data and therefore to validate the results. In addition, the applied techniques are discussed in the context of pancreatic malignancies. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

Doenças tireoideanas são bastante comuns, sendo sua maioria benigna. A relação entre os diversos tipos de doenças tireoideanas, bem como seus aspectos moleculares, são pouco conhecidos. O bócio (hiperplasia), por exemplo, é descrito por alguns como relacionado com carcinoma (tumor maligno) papilífero, enquanto que outros afirmam não haver relação causal entre as duas doenças. A questão mais desafiante, porém, refere-se à distinção entre adenoma (tumor benigno) e carcinoma folicular, que atualmente é feita apenas após à cirurgia, não permitindo tratamento diferenciado para os dois tipos de tumor. Este trabalho buscou identificar genes diferencialmente expressos entre tecido tireoideano normal, bócio, adenoma e carcinoma papilífero utilizando microarrays. Carcinomas foliculares não foram incluídos devido ao número e tamanho reduzidos das amostras. Dois tipos de array foram utilizados: arrays em membranas de nylon, contendo 213 clones obtidos por DDRT-PCR de amostras de tireóide, e arrays em vidro, contendo 3800 clones ORESTES. Experimentos utilizando o primeiro tipo de array identificaram três genes diferencialmente expressos, cuja expressão foi analisada por RT-PCR em 10 amostras de cada tipo de tecido. Dois deles foram capazes de diferenciar carcinomas papilíferos de tecido normal e bócio com 89% de precisão para o tumor maligno e 80% para os tecidos não malignos. Os arrays em vidro foram utilizados para avaliar o perfil de expressão de aproximadamente 10 amostras de cada tipo de tecido tireoideano. Foram identificados 160 clones diferencialmente expressos entre quaisquer dois tipos de tecido, cujas seqüências foram determinadas e comparadas com as dos bancos de dados. Dentre os genes mais interessantes destacam-se o correspondente à ATPase Na/K, cuja expressão está reduzida nos carcinomas em relação a tecidos normais e adenomas, o da proteína PDCD4, envolvida em morte celular programada, mais expresso em adenomas e tecidos normais em comparação com carcinomas e bócios, e os da calgizzarin (S100A11) e da α1-anti-tripsina, ambos mais ativos nos carcinomas do que nos demais tecidos. Todos esses genes já foram descritos como diferencialmente expressos em algum tipo de tumor. Este trabalho levou à padronização da metodologia de microarray em lâminas de vidro em nosso laboratório, bem como à identificação de genes que podem elucidar as alterações envolvidas na formação do bócio, adenoma e carcinoma papilífero. A implantação da técnica de amplificação de mRNA em nosso laboratório viabilizou a utilização de 10 amostras de carcinoma folicular, cuja massa de RNA total era insuficiente para as hibridizações. Essas amostras serão hibridizadas, juntamente com 10 amostras de adenoma, com microarrays contendo 4800 genes humanos conhecidos para a busca de genes diferencialmente expressos, de grande interesse diagnóstico. / Thyroid diseases are very common and are usually benign. The causal relationships among the different types of disease, as well as their molecular aspects, are not well understood. The goiter (hyperplasia), for instance, is described by some as related to papillary carcinoma (a malignant tumor), while others say there is no causal relationship between the two diseases. The most defying question, however, concerns the distinction between adenoma (benign tumor) and follicular carcinoma, which is currently made only after surgery, not allowing distinct treatments for the two kinds of tumor. This work aimed to identify differentially expressed genes among normal thyroid tissue, goiter, adenoma and papillary carcinoma using microarrays. Follicular carcinomas were not included due to the reduced number and size of the samples. Two kinds of array were used: arrays in nylon membranes, with 213 clones isolated from thyroid samples by differential display (DDRT-PCR); and glass slide arrays containing 3800 ORESTES clones.Experiments using the first type of array identified three differentially expressed genes, whose expression was analyzed by RT-PCR in 10 samples of each kind of tissue. Two of these genes were able to differentiate papillary carcinomas from goiters and normal tissues with precisions of 89% for the malignant tumor and 80% for the non-malignant tissues. Glass slide arrays were used to evaluate gene expression profile of approximately 10 samples of each type of thyroid tissue. 160 clones differentially expressed between any two tissues were identified, and their sequences were determined and compared with databases. Among the most interesting genes are Na/K ATPase gene, whose expression is reduced in carcinomas compared to normal tissues and adenomas, the gene corresponding to PDCD4 protein, involved in program cell death, with elevated expression in adenomas and normal tissues than carcinomas and goiters, and the genes of calgizzarin (S100A11) and α1-antitrypsin, both more active in carcinomas than the other tissues. All these genes have already been described as differentially expressed in at least one type of human cancer. This work led to the standardization of glass slide microarray technology in our laboratory, and to the identification of genes that may clarify the alterations involved in the formation of goiter, adenoma and follicular carcinoma. The implementation of mRNA amplification technique in our laboratory allowed the utilization of 10 samples of follicular carcinoma, whose mass was insufficient for microarray hybridizations. These samples will be hybridized along with 10 samples of adenomas, with microarrays containing 4800 known human genes to search for differentially expressed genes, of great diagnostic interest.

O hepatoblastoma é uma neoplasia embrionária hepática que ocorre na faixa pediátrica, rara, sendo bastante heterogênea devido aos seus diferentes componentes epiteliais e mesenquimais. Pouco ainda se sabe a respeito de sua patogênese. Utilizando um microscópio de captura a laser foram dissecadas áreas de componente epitelial do hepatoblastoma e áreas de tecido hepático adjacente não acometido. Destas amostras obtidas de pacientes não submetidos ao tratamento prévio, foram extraídos RNA e confeccionados cDNA microarrays, para análise comparativa da expressão gênica, seguida de validação por método imunohistoquímico de alguns genes selecionados. Comparando neoplasia e tecido hepático em duas amostras criopreservadas foram identificados 70 genes diferencialmente expressos, sendo 19 hiperexpressos e 51 hipoexpressos no tumor. A maioria dos genes encontrados foi mapeada nos cromossomos 1 e 2. Dos genes selecionados para validação por método imuno-histoquímico, destacaram-se o receptor de Insulina e o TFE3 (genes hipoexpressos no cDNA microarray). A imunomarcação para o receptor de insulina foi positiva tanto no tecido hepático não acometido quanto no componente epitelial fetal do hepatoblastoma , mas foi consistentemente negativa nas amostras de componente embrionário (9/9). A imunomarcação para o TFE3 foi positiva no tecido hepático não acometido, e nos componentes epitelial fetal e embrionário, em proporção variável das células com expressão mais intensa no componente embrionário. As reações imuno-histoquímicas para os outros genes selecionados não permitiram interpretação conclusiva. A alta proporção dos genes diferencialmente expressos localizados nos cromossomos 1 e 2 reflete os achados citogenéticos relatados na literatura relacionada ao hepatoblastoma . Achados de imunoexpressão de proteínas relacionadas aos genes TFE3 e receptor de insulina no tecido hepático e nos diferentes componentes do hepatoblastoma são inéditos e sugerem participação da via sinalizadora da insulina na patogênese destes tumores / Hepatoblastoma is a rare tumor, and little is known about its pathogenesis and genetic alterations. Using a laser capture microdissection microscope we sampled areas of epithelial component of hepatoblastoma prior chemotherapy and their normal liver counterpart in order to perform the comparative gene expression analysis followed by the validation of selected genes by immunohistochemistry. Comparing tumor and non-diseased liver in two frozen samples, 70 differentially expressed genes were found, 19 overexpressed and 51 underexpressed in the tumor. Most of the genes were located at chromosomes 1 and 2. Of the genes selected for validation by immunohistochemistry, the most interesting findings came from Insulin receptor and TFE3 (both underexpressed genes). Insulin receptor was positive in non diseased liver and in the fetal component of the Hepatoblastoma but was consistently negative in the embryonal component (9/9 cases). The TFE3 staining was positive in the normal liver and fetal and embryonal components of the tumor in variable proportion of the cells, more marked in the embryonal component. The higher proportion of genes located at chromosomes 1 and 2 corroborates the cytogenetics findings reported in the literature related to Hepatoblastoma . The immunohistochemistry findings of different expression of insulin receptor in the fetal and embryonal components of Hepatoblastoma and the positivity of TFE3 in normal liver and in the tumors epithelial components deserves further investigation regarding the role of these genes to the pathogenesis of Hepatoblastoma

A tumorigênese do cólon é considerada como um processo complexo que ocorre em múltiplos passos, através de uma série de mutações gênicas capazes de promover a evolução de uma lesão precursora até um adenocarcinoma invasivo e metastático. O desenvolvimento e progressão do câncer e a reversão da tumorigenicidade são acompanhados por complexas mudanças no padrão da expressão gênica. Microarrays de cDNAs fornecem um poderoso instrumento para se estudar esses complexos fenômenos. O propósito deste estudo foi o de determinar a expressão diferencial de genes em tumores coloretais em comparação aos seus tecidos normais. Nós também investigamos a possível variabilidade da expressão gênica entre misturas de tumores coloretais microdissecados. Essas amostras foram analisadas usando o sistema Gene Discovery Array Human System (Incyte Genomics) que consiste de duas membranas de nylon com clones de cDNA fixados em duplicatas, em uma densidade de 36,864 clones por filtros ou 18,376 clones de cDNA individuais. Nossos resultados mostraram vários clones diferencialmente expressos entre os tecidos tumorais e normais analisados. Os resultados obtidos com membranas GDA foram comparados através de um programa de computador na linguagem UNIX aos dados publicados por Alon et al., 1999, que trabalharam com o sistema \"Affymetrix Oligonucleotide Array\" com complementariedade para mais que 6,500 genes humanos. Os resultados encontrados nessas análises foram contrastados com os presentes nas bibliotecas de SAGE, através do instrumento \"Northern Virtual\" presente na página \"Sagenet.org\" . Alguns dos genes diferencialmente expressos encontrados neste estudo foram analisados pela técnica de RT-PCR semiquantitativa em tumores coloretais individuais. / Colon tumorigenesis is considered a complex multistep process that occurs through a series of gene mutations, leading from precursor lesions to invasive and metastatic adenocarcinoma. Toe development and progression of cancer and the reversal of tumorigenicity are accompanied by complex changes in patterns of gene expression. Microarrays of cDNA provide a powerful tool for studying these complex phenomena. The purpose of the present study is to determine differential gene expression in colon tumors as compared with normal tissue. We also investigated the possible variability of the gene expression among pools of micro dissected colon tumors. These samples were analyzed using the Gene Discovery Array Human system (Incyte Genomics) that consists of two nylon membranes in a double spotted pattern at a density of 36,864 per spots per filter or 18,376 individual cDNA clones. Our results showed several differentially expressed clones between normal and tumor tissue analyzed. Our results were compared by software analysis to the patterns was found by Alon et al., 1999 using affymetrix oligonucleotide array complementary to more than 6,500 human genes tumor. We analyzed ours data against SAGE library by \"Northern Virtual\" tools (\"Sagenet.org\" homepage). Some genes founded in these analyses were tested in RT-PCR semi-quantitative analysis.

O extraordinário potencial regenerativo do complexo dentino-pulpar enfatiza a importância da caracterização dos processos celulares e moleculares envolvidos na regeneração dentinária. O avanço da pesquisa com células-tronco desencadeou um grande interesse de cultivá-las na presença de sinais de indução odontogênica. O objetivo do presente trabalho foi avaliar comparativamente células indiferenciadas da polpa (OD-21) e odontoblásticas (MDPC-23) através da avaliação do estímulo celular e do perfil de expressão gênica. As células OD-21 e MDPC-23 foram cultivadas em garrafas de cultura até a subconfluência e, em seguida, cultivadas em placas de 24 poços na concentração de 104 células /poço (n = 5). Os parâmetros analisados foram: (1) proliferação, viabilidade celular e atividade de fosfatase alcalina após 3, 7 e 10 dias; além de detecção e quantificação de matriz mineralizada após 17 dias (o teste estatístico utilizado foi o de Mann-Whitney para p≤0,05); (2) imunofluorescência para proteínas não-colágenas (DSPP e osteopontina) após 1, 3 e 7 dias; (3) análises de expressão transcricional através da tecnologia de cDNA microarray e PCR em tempo real. Os dados de microarrays foram analisados com o auxílio de programas de bioinformática especializados como SAM (significance analysis of microarrays), Cluster-TreeView e GeneNetwork. A expressão gênica foi avalidada pela reação em tempo real em cadeia da polimerase (PCR). Os resultados mostraram que a viabilidade celular ficou acima dos 80% em ambas as células, e que a proliferação celular e a atividade de fosfatase alcalina foram maiores nas células MDPC-23. Foram observados nódulos de mineralização somente na cultura de células odontoblásticas. A osteopontina apresentou-se igualmente presente em ambas as células, enquanto a sialofosfoproteína dentinária foi expressa em maior quantidade nas células MDPC-23. Os resultados demonstraram genes com comportamento semelhante nos dois tipos de células, tais como Bad (morte celular), Erf e Btg1 (proliferação celular), Cxcl10 e Il13 (resposta imune) e Arfgef1 (comunicação celular). Além disso, regiões no heatmap mostraram diferenças na indução e repressão de genes, como C1qb (resposta imune), Jak2 (morte, comunicação e proliferação celular), Col4a1 (adesão celular), Rpl6 e Rpl26 (processo metabólico celular). Concluímos que as células OD-21, embora indiferenciadas, compartilham muitos genes com comportamento semelhante à células odontoblásticas MDPC-23, sugerindo seu potencial para se diferenciar em odontoblastos. / The extraordinary regenerative potential of pulp-dentin complex leads to the importance of the characterization of cell and molecular processes involved in regeneration of dentin. The advancement of stem cell research sparked great interest in cultivating them in the presence of signs of odontogenic induction. The purpose of the present investigation was to evaluate comparatively undifferentiated pulp cells (OD-21) and odontoblastic cells (MDPC-23) through the assessment of cell stimulation and gene expression profiling. OD-21 and MDPC-23 cells were grown in culture flasks until subconfluence, and then cultured in 24-well plates at a concentration of 104 cells/well (n=5). The parameters analyzed were: (1) proliferation, cell viability and alkaline phosphatase activity after 3, 7 and 10 days, in addition to detection and quantification of mineralized matrix after 17 days (the statistical test used was the Mann-Whitney p≤0.05), (2) immunofluorescence for non-collagen proteins (DSPP and osteopontin) at 1, 3 and 7 days, (3) transcriptional expression analysis using cDNA microarray technology and real-time PCR. The microarray data were analyzed with the aid of specialized bioinformatics programs such as SAM (significance analysis of microarrays), Cluster, TreeView and GeneNetwork. Gene expression was avalided by real-time polymerase chain reaction (PCR). The results showed that cell viability was above 80% in both cells, and cell proliferation and alkaline phosphatase activity were higher in MDPC-23 cells. Mineralization nodules were observed only in the odontoblastic cell cultures. Osteopontin was present equally in both cells, whereas dentin sialophosphoprotein was higher expressed in MDPC-23 cells. The results showed genes with similar behavior in two cell types, such as Bad (cell death), Erf and Btg1 (cell proliferation), Il13 and Cxcl10 (immune response) and Arfgef1 (cell communication). Moreover, regions of the heatmap showed differences in induction and repression of genes, such C1qb (immune response), Jak2 (death, communication and cell proliferation), Col4a1 (cell adhesion), Rpl26 and Rpl6 (cellular metabolic process). We conclude that the OD-21 cells, although undifferentiated, share many genes with similar behavior to the odontoblastic MDPC-23 cells, suggesting their potential to differentiate into odontoblasts.

A tumorigênese do cólon é considerada como um processo complexo que ocorre em múltiplos passos, através de uma série de mutações gênicas capazes de promover a evolução de uma lesão precursora até um adenocarcinoma invasivo e metastático. O desenvolvimento e progressão do câncer e a reversão da tumorigenicidade são acompanhados por complexas mudanças no padrão da expressão gênica. Microarrays de cDNAs fornecem um poderoso instrumento para se estudar esses complexos fenômenos. O propósito deste estudo foi o de determinar a expressão diferencial de genes em tumores coloretais em comparação aos seus tecidos normais. Nós também investigamos a possível variabilidade da expressão gênica entre misturas de tumores coloretais microdissecados. Essas amostras foram analisadas usando o sistema Gene Discovery Array Human System (Incyte Genomics) que consiste de duas membranas de nylon com clones de cDNA fixados em duplicatas, em uma densidade de 36,864 clones por filtros ou 18,376 clones de cDNA individuais. Nossos resultados mostraram vários clones diferencialmente expressos entre os tecidos tumorais e normais analisados. Os resultados obtidos com membranas GDA foram comparados através de um programa de computador na linguagem UNIX aos dados publicados por Alon et al., 1999, que trabalharam com o sistema \"Affymetrix Oligonucleotide Array\" com complementariedade para mais que 6,500 genes humanos. Os resultados encontrados nessas análises foram contrastados com os presentes nas bibliotecas de SAGE, através do instrumento \"Northern Virtual\" presente na página \"Sagenet.org\" . Alguns dos genes diferencialmente expressos encontrados neste estudo foram analisados pela técnica de RT-PCR semiquantitativa em tumores coloretais individuais. / Colon tumorigenesis is considered a complex multistep process that occurs through a series of gene mutations, leading from precursor lesions to invasive and metastatic adenocarcinoma. Toe development and progression of cancer and the reversal of tumorigenicity are accompanied by complex changes in patterns of gene expression. Microarrays of cDNA provide a powerful tool for studying these complex phenomena. The purpose of the present study is to determine differential gene expression in colon tumors as compared with normal tissue. We also investigated the possible variability of the gene expression among pools of micro dissected colon tumors. These samples were analyzed using the Gene Discovery Array Human system (Incyte Genomics) that consists of two nylon membranes in a double spotted pattern at a density of 36,864 per spots per filter or 18,376 individual cDNA clones. Our results showed several differentially expressed clones between normal and tumor tissue analyzed. Our results were compared by software analysis to the patterns was found by Alon et al., 1999 using affymetrix oligonucleotide array complementary to more than 6,500 human genes tumor. We analyzed ours data against SAGE library by \"Northern Virtual\" tools (\"Sagenet.org\" homepage). Some genes founded in these analyses were tested in RT-PCR semi-quantitative analysis.

O objetivo deste trabalho é apresentar os métodos originais em Bioinformática desenvolvidos para a análise estatística na interpretação dos dados de duas técnicas baseadas em imagens: a técnica de microarranjos de DNA e a técnica de ressonância magnética funcional. O interesse principal é abordar essas técnicas experimentais quando enfrenta-se uma situação clara de amostras escassas, isto é, quando existem relativamente poucas observações experimentais do fenômeno estudado, sendo a análise individual/personalizada o representante extremo desta situação, que tem que ser resolvida. Para tanto, opta-se pelo uso da Inferência Bayesiana no contexto da Teoria da Decisão sob Incerteza, implementada computacionalmente sob o arcabouço dos Sistemas de Suporte à Decisão. Ambas as tecnologias estudadas produzem dados complexos, baseados na interpretação das diferenças entre imagens obtidas da resposta do sistema a um estímulo e da resposta numa situação controle. O resultado deste trabalho é o desenvolvimento de dois sistemas de suporte à decisão, chamados HTself e Dotslashen, para a análise de dados de microarranjos e ressonância magnética funcional, respectivamente; e de seus métodos matemáticos/computacionais subjacentes. Os sistemas desenvolvidos extraem conhecimento racional de bancos-de-dados normativos, através de modelos matemáticos específicos, contornando então o problema de amostras escassas. Finalmente, neste trabalho são descritas aplicações a problemas reais, para destacar a utilidade dos sistemas de suporte à decisão desenvolvidos nas áreas de Biologia Molecular e Neuroimagem Funcional. / The goal of this work is to present the novel Bioinformatics methods that were developed aiming the statistical analysis of two image-based techniques: DNA microarrays and functional magnetic resonance imaging. The main interest is to approach these experimental techniques in small sample size situations, i.e., when there are relatively few experimental observations of the phenomena of interest, for which the case of single subject/datum analysis is its most extreme. In order to approach these problems we chose to use Bayesian Inference in the context of the Decision Theory under Uncertainty, computationally implemented under the Decision Support Systems framework. Both technologies produce complex data, based on the interpretation of differences between images from the response to a given stimulus and the control situation. The result of this work is the development of two decision support systems, called HTself and Dotslashen, to analyze microarray and functional magnetic resonance imaging data, respectively; and the underling mathematical and computational methods. These systems use the rational knowledge from normative databases implemented in specific mathematical models, overcoming the problem of small sample size. Finally, in this work it is described applications to real problems in order to stress the utility for Molecular Biology and Functional Neuroimaging of the developed decision support systems.