Portrait de Julie Hussin

Julie Hussin

Membre académique associé
Professeure adjointe, Université de Montréal
Sujets de recherche
Apprentissage automatique médical
Apprentissage multimodal
Apprentissage profond
Biologie computationnelle
Exploration des données

Biographie

Julie Hussin est professeure agrégée au Département de médecine de l’Université de Montréal (UdeM) et chercheuse à l’Institut de cardiologie de Montréal (ICM). Elle est titulaire d’une Chaire de recherche du Canada (niveau 2) en science responsable des données multi-omiques et préside les programmes d’études supérieures en bio-informatique à l’UdeM.

Formée en génomique statistique et évolutive, la Dre Hussin possède une vaste expérience dans l’analyse de grands ensembles de données multi-omiques provenant de cohortes de population. Ses travaux en biologie computationnelle s’inscrivent dans les domaines de la génomique médicale et de la génomique des populations, auxquels elle a apporté plusieurs avancées méthodologiques. Son programme de recherche interdisciplinaire vise à développer des outils novateurs pour la médecine de précision. Ses projets portent notamment sur l’amélioration de la prédiction et de la gestion du risque de maladies cardiométaboliques, en particulier l’insuffisance cardiaque.

Ses approches intègrent différents types de données — cliniques, génétiques, transcriptomiques, protéomiques et métabolomiques — afin de mieux comprendre les déterminants biologiques des maladies du cœur, notamment grâce à des techniques d’apprentissage non supervisé. Dans le contexte de la pandémie de COVID-19, son équipe a également dirigé le développement d’algorithmes de science des données pour analyser les données génétiques virales, soutenir la surveillance épidémiologique et étudier les interactions hôte-pathogène ainsi que l’évolution virale.

Ses travaux s’intéressent aussi à l’interprétabilité, à la généralisabilité et à l’équité des algorithmes d’apprentissage automatique appliqués à la recherche en santé. La Dre Hussin milite pour une intelligence artificielle équitable, sécuritaire et transparente dans la recherche en santé, et s’engage à favoriser l’inclusivité et la représentativité afin que ses travaux bénéficient à l’ensemble de la population.

Elle enseigne plusieurs cours de premier et de deuxième cycles en biologie computationnelle, en génétique des populations et en apprentissage automatique appliqué à la génomique. Avant de se joindre à l’UdeM comme professeure, elle a été boursière postdoctorale du Human Frontier Science Program au Wellcome Trust Centre for Human Genetics de l’Université d’Oxford (Linacre College), ainsi que chercheuse invitée à l’Université McGill.

Étudiants actuels

Doctorat - UdeM
Doctorat - UdeM
Doctorat - UdeM
Co-superviseur⋅e :
Maîtrise recherche - UdeM
Doctorat - UdeM
Co-superviseur⋅e :
Doctorat - UdeM

Publications

Integrating Machine Learning-Enhanced Immunopeptidomics and SARS-CoV-2 Population-Scale Analyses Unveils Novel Antigenic Features for Next-Generation COVID-19 Vaccines
Kevin A. Kovalchik
David J. Hamelin
Peter Kubiniok
Benoîte Bourdin
Raphaël Poujol
Bastien Paré
Shawn M Simpson
John Sidney
Éric Bonneil
Mathieu Courcelles
Sunil Kumar Saini
Saketh Kapoor
Maya Weitzen
Jean-Christophe Grenier
Bayrem Gharsallaoui
Loïze Maréchal
Zhaoguan Wu
Christopher Savoie
Alessandro Sette … (voir 7 de plus)
Pierre Thibault
Isabelle Sirois
Martin Smith
Hélène Decaluwe
Mathieu Lavallée-Adam
Etienne Caron
Abstract

Next-generation T-cell-directed vaccines for COVID-19 aim to induce durable T-cell immunity against circu… (voir plus)lating and future hypermutated SARS-CoV-2 variants. Mass Spectrometry (MS)-based immunopeptidomics holds promise for guiding vaccine design, but computational challenges impede the precise and unbiased identification of conserved T-cell epitopes crucial for vaccines against rapidly mutating viruses. We introduce a computational framework and analysis platform integrating a novel machine learning algorithm, immunopeptidomics, intra-host data, epitope immunogenicity, and geo-temporal CD8+ T-cell epitope conservation analyses. Central to our approach is MHCvalidator, a novel artificial neural network algorithm enhancing MS-based immunopeptidomics sensitivity by modeling antigen presentation and sequence features. MHCvalidator identified a novel nonconventional SARS-CoV-2 T-cell epitope presented by B7 supertype molecules, originating from a +1-frameshift in a truncated Spike (S) antigen, supported by ribo-seq data. Intra-host analysis of SARS-CoV-2 proteomes from ~100,000 COVID-19 patients revealed a prevalent S antigen truncation in ~51% of cases, exposing a rich source of frameshifted viral antigens. Our framework includes EpiTrack, a new computational pipeline tracking global mutational dynamics of MHCvalidator-identified SARS-CoV-2 CD8+ epitopes from vaccine BNT162b4. While most vaccine-encoded CD8+ epitopes exhibit global conservation from January 2020 to October 2023, a highly immunodominant A*01-associated epitope, especially in hospitalized patients, undergoes substantial mutations in Delta and Omicron variants. Our approach unveils unprecedented SARS-CoV-2 T-cell epitopes, elucidates novel antigenic features, and underscores mutational dynamics of vaccine-relevant epitopes. The analysis platform is applicable to any viruses, and underscores the need for continual vigilance in T-cell vaccine development against the evolving landscape of hypermutating SARS-CoV-2 variants.

Multiscale PHATE Exploration of SARS-CoV-2 Data Reveals Multimodal Signatures of Disease
Manik Kuchroo
Patrick Wong
Jean-Christophe Grenier
Dennis Shung
Carolina Lucas
Jon Klein
Daniel B. Burkhardt
Scott Gigante
Abhinav Godavarthi
Benjamin Israelow
Tianyang Mao
Ji Eun Oh
Julio Silva
Takehiro Takahashi
Camila D. Odio
Arnau Casanovas-Massana
John Fournier
Shelli Farhadian … (voir 7 de plus)
Charles S. Dela Cruz
Albert I. Ko
F. Perry Wilson
Akiko Iwasaki
Abstract

The biomedical community is producing increasingly high dimensional datasets, integrated from hundreds of… (voir plus) patient samples, which current computational techniques struggle to explore. To uncover biological meaning from these complex datasets, we present an approach called Multiscale PHATE, which learns abstracted biological features from data that can be directly predictive of disease. Built on a coarse graining process called diffusion condensation, Multiscale PHATE learns a data topology that can be analyzed at coarse levels for high level summarizations of data, as well as at fine levels for detailed representations on subsets. We apply Multiscale PHATE to study the immune response to COVID-19 in 54 million cells from 168 hospitalized patients. Through our analysis of patient samples, we identify CD16-hi,CD66b-lo neutrophil and IFNγ+,GranzymeB+ Th17 cell responses enriched in patients who die. Furthermore, we show that population groupings Multiscale PHATE discovers can be directly fed into a classifier to predict disease outcome. We also use Multiscale PHATE-derived features to construct two different manifolds of patients, one from abstracted flow cytometry features and another directly on patient clinical features, both associating immune subsets and clinical markers with outcome.