James Lyons-Weiler, científico investigador y autor de “ Cures vs. Profits ”, “ Environmental and Genetic Causes of Autism ”, y  “ Ebola: An Evolving Story ”, nació el 4 de julio de 1967.

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James creció en el norte del estado de Nueva York como el menor de tres hijos.  El día de San Valentín de 1973,  su mamá  murió de cáncer de mama.  Siempre un estudiante brillante, buscó refugio en la escuela como un respiro del estrés en el hogar que a veces viene con una familia mixta.  Sus clases favoritas eran biología, geometría, historia, música y escritura creativa.

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asistió  State University of New York College en Oswego , con la intención de convertirse en profesor de biología de secundaria.  Tras un curso de genética, y otro de evolución humana, se enganchó a la investigación.  En ese semestre, inmediatamente aplicó sus habilidades para resolver problemas a una falla temprana que reconoció en  Hibridación ADN-ADN , un método que se usaba en ese momento para estimar las relaciones evolutivas.  entre las especies de aves .  Llamó a un experto en la materia y ofreció una corrección matemática al problema del supuesto de homogeneidad de la composición de la base.  Ese experto era  Dr. Vincent Sarich , de la Universidad de California en Berkeley.  Su asesor,  El Dr. Peter Rosenbaum le aconsejó que fuera un generalista en ciencias, que aprendiera todo lo que pudiera, de cualquiera que pudiera.  Él lleva este consejo con él hasta el día de hoy.

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Estudiante de toda la vida, desarrolló un gran interés por las grandes preguntas de la biología: ¿cómo se forman las nuevas especies, por qué hay tanta diversidad de especies en los trópicos?  Estudió Zoología y Paleoecología en la  Universidad Estatal de Ohio , tomando cursos adicionales en Biología Molecular, Evolución Molecular, Biología Vegetal, Biogeografía y Paleontología, Ecología de Poblaciones y Tendencias Evolutivas en Plantas con Flores.  Su proyecto de investigación lo llevó a la  Reserva Faunística Cuyabeno  en las tierras bajas amazónicas de Ecuador (América del Sur), para estudiar (con  Dr. Paul Colinvaux ) los efectos del cambio climático global en el ecosistema de la selva amazónica.  Para esos proyectos, derivó nuevos métodos computacionales para integrar patrones de diversidad de especies utilizando métodos de ordenación.  Propuso una hipótesis de entorno dinámico para la diversidad de especies en su tesis de maestría ( OSU Link ,  Enlace de libros de Google ).

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Estudió durante un tiempo en la Universidad de Connecticut en Storrs, CT.  Su experiencia favorita allí fue un estudio de investigación con  Dr. David Wagner.  Perfeccionó sus habilidades computacionales y estudió Teoría Evolutiva, Estadística Multivariante y Sistemática de Plantas.  Desde allí, viajó a Reno, NV para trabajar en la  Distribución de especies raras en el Intermountain West .  Por otro lado, desarrolló  un nuevo campo de investigación  en el área de estadística computacional para filogenética – la ciencia de estimar las relaciones evolutivas de las especies.  Era bien sabido que diferentes algoritmos para el análisis filogenético podían dar resultados diferentes con los mismos datos.  Ideó una prueba de la idoneidad del conjunto de datos para la inferencia filogenética.  Trabajó bajo la tutela y asesoría de  Dr. Guy Hölzer  y  Dra. Robin Tausch.  Publicó doce artículos como resultado de su investigación de doctorado y rápidamente fue reconocido como líder intelectual en el área de análisis complejo en sistemas biológicos.  Sus cursos favoritos eran Citogenética Clásica y Molecular, Biología de la Conservación, Genética de Poblaciones, Diseño Experimental.  Como otro proyecto paralelo, derivó una explicación matemática para el llamado patrón de diversidad de especies en forma de joroba a lo largo de un cline de productividad, e hizo una visita especial a Arizona para compartir sus hallazgos con el Dr. Michael Rosenzweig.  Fue invitado poco después a servir como Editor Asociado de  Bioinformática Aplicada.

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Durante sus años en la escuela de posgrado, James disfrutó enseñando ecología, evolución, genética, biología ambiental y genética de poblaciones.  Estudió estadística multivariada, teoría de la regresión y estadística aplicada.  Su mente siempre trabajaba con asombro, observando el mundo de la naturaleza en todas las escalas, tanto como biólogo como matemático gráfico.  A menudo, al relacionar preguntas en biología, un campo de observación y experimentación, con el sistema cuantitativo, podía ver primero las soluciones a problemas complejos, solo para tener que trabajar hacia atrás para estudiar su corrección.  Se destacó en las áreas de permutación y métodos basados en remuestreo para probar hipótesis de grandes preguntas en la ciencia, desarrollando nuevos métodos en esta área y nuevas aplicaciones en genética molecular.  Su grado terminal es en  Ecología, Evolución y Biología de la Conservación.

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Su energía, impulso y habilidades cuantitativas trajeron una beca de la  Fundación Alfred P. Sloan , que llevó a la Universidad de Penn State.  Mientras estudiaba Genética Evolutiva Molecular bajo  Dr. Masatoshi Nei  y  Dr. Webb Miller  en la Universidad de Penn State durante sus años de posdoctorado, James se convirtió en padre.  Continuó estudiando  propiedades estadísticas de los métodos para estudiar la evolución molecular , y también desarrolló un nuevo método para detectar la selección purificadora en secuencias de proteínas en evolución.  Continuó estudiando los sistemas biológicos (proteínas, vías biológicas).  Un día,  Dr. Mark Boguski  vine a visitar.  Presentó datos sobre la investigación del cáncer utilizando micromatrices de genoma parcial.  En estas plataformas, se pueden interrogar más de 40 000 genes en el cáncer y, en comparación con los tumores, determinar qué genes están activados y desactivados en el tejido canceroso en relación con el tejido normal.  Debido a que James tenía su propia financiación, solicitó permiso al Dr. Nei para pasar al área de estadísticas computacionales para el análisis de datos de micromatrices.  James había reconocido que, como en la filogenética, las personas podrían derivar conclusiones arbitrarias de estas nuevas e importantes formas de estudiar el cáncer.

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James luego encontró un puesto en UMASS Lowell, donde fundó uno de los primeros Centros de Bioinformática del mundo.  Ayudó a desarrollar esas instituciones  de licenciatura  y plan de estudios de posgrado en Bioinformática.  Rutinariamente, tenía 20 o más estudiantes realizando análisis para proyectos de investigación, haciendo preguntas sobre el impacto de la selección de algoritmos en las inferencias biológicas que se hacían en muchos tipos de enfermedades.  Él produjo  software en línea  que implementó numerosos métodos de análisis de datos de micromatrices, y que proporcionó  medidas objetivas de evaluación del desempeño para ayudar en la selección de los métodos óptimos .  El estudió  expresión génica en el cáncer , publicando un artículo sobre la superación de defectos de diseño experimental como  controles confusos .  Impartió cursos de biología, genética y bioinformática, y montó un laboratorio de secuenciación para la  Departamento de Ciencias Biológicas .

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Luego fue invitado a mudarse a Pittsburgh, PA para trabajar en el entonces nuevo  Hillman Cancer Center y el Instituto de Cáncer de la Universidad de Pittsburgh , donde  Dr.Ronald Herberman  fue directora.  James trabajó con oncólogos, cirujanos y otros investigadores del cáncer y aplicó sus métodos de análisis al cáncer de próstata, cáncer de ovario, carcinoma de células renales, astrocitoma, melanoma y cáncer de pulmón.  allí conoció  Dr. Sam Weiand,  quien lo tomó bajo su protección y lo aconsejó sobre el uso de métodos de emparejamiento para la acumulación de pacientes en ensayos clínicos aleatorios.  Fue seleccionado para participar en numerosas subvenciones importantes y administró un consorcio multiinstitucional centrado en la  optimización de métodos de laboratorio y computacionales en proteómica .  Participó en el NCI  Red de Investigación de Detección Temprana  (EDRN) y sus  caBIG (Cuadrícula de Informática Biomédica del Cáncer)  iniciativas.  Se desempeñó como editor en jefe fundador de su creación, la revista de acceso abierto y rigurosamente revisada por pares,  Informática del Cáncer .  Publicó numerosos trabajos  sobre nuevas formas de ver el cáncer  que han ayudado a sentar las bases para la investigación en medicina individualizada. Impartió dos cursos completos al año, uno sobre diseño de investigación y el otro sobre análisis de datos genómicos y proteómicos de alta dimensión.

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Su momento favorito de estos años fue cuando el cinco veces sobreviviente de melanoma, el Dr.  Andy von Eschenbach , entonces director del Instituto Nacional del Cáncer y futuro comisionado de la Administración de Alimentos y Medicamentos, lo abrazó en una de las reuniones del NCI para crear la revista.  Informática del Cáncer.

A lo largo de este período de tiempo, y hasta el día de hoy,  es un orador favorito popular en muchos compromisos de oratoria pública.  Debido a que tiene un buen ojo para las preguntas abiertas importantes en la ciencia, sus presentaciones a menudo atraen multitudes y algunas son noticia.  Como defensor de la confianza pública en la ciencia, siempre ha estado atento al potencial traslacional de la investigación biomédica.

Aquí se ve al Dr. Lyons-Weiler en una reunión nacional en Filadelfia, Pensilvania, dirigiendo un debate sobre si los puntajes de información existentes, como Phred y Phrap, contienen suficiente información para evaluar la confianza en las aplicaciones de secuenciación de próxima generación.  

Dado el inmenso potencial del conocimiento de la investigación biomédica para reducir el dolor y el sufrimiento humanos, no tolera las prácticas poco éticas o perezosas en la investigación, y cree que los profesores de mayor antigüedad no deberían ver a los profesores jóvenes como competidores, sino como su progenie: su legado.  Su popularidad entre estudiantes e investigadores de todos los ámbitos de la biomedicina y la biología le permitió expandirse desde el cáncer para ofrecer servicios de análisis de datos bioinformáticos a  investigadores de todo el campus .  En estrecha colaboración con los administradores principales, el Dr. Arthur S. Levine y la Dra. Michelle Broido de la Universidad de Pittsburgh, fundó la  Núcleo de análisis de bioinformática  como un proyecto piloto de tres años. Su entusiasmo por la investigación traslacional y su amor por ayudar a los demás ayudaron a que el proyecto central durara siete años, y él y los miembros de su personal proporcionaron análisis de datos y consultas de diseño de estudios a más de 100 proyectos de investigación.

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Su investigación metodológica había continuado durante este período de tiempo, y creó  métodos mejorados para el análisis de supervivencia , para identificar genes expresados diferencialmente, para métodos óptimos seleccionados para la normalización de datos de alta dimensión y para estimar el riesgo de falso descubrimiento.  él ideó  un nuevo marco estadístico  para modelar la incorporación de nuevos biomarcadores en flujos de trabajo de diagnóstico clínico existentes (Clinical Decision Modeling System, o software CDMS disponible en  la Universidad de Pittsburgh) .

El Dr. Lyons-Weiler da la noticia de la gravedad del sesgo inherente en Fold-Change (Ratio) en comparación con Delta (Diferencia) a una audiencia en Boston, MA (2014).  También presentó una aplicación del uso de la entropía de Boltzmann para medir la señal genotípica en los datos de variantes de secuencia de próxima generación para evitar llamadas de genotipo espurias.

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Uno de los métodos ideados fue una prueba para genes expresados diferencialmente llamada  Prueba J5 , que luego mejoró con el primer método de umbral no lineal del mundo llamado umbral G.  Él y su personal estudiaron tantos conjuntos de datos que notaron una  Sesgo grave en la medida de cambio de pliegue comúnmente utilizada (proporción) .  Una y otra vez, su personal demostró que la prueba J5, a la que llamó así en honor a su madre, Joan, era menos sesgada y más informativa que el cambio de pliegue.  J5 es una función simple de delta, una puntuación de diferencia, y es más reproducible en estudios repetidos que el cambio de pliegue.  En 2013, demostró que el uso generalizado del cambio de pliegue era un sesgo absoluto que llevó a cientos, si no a miles, de investigadores a desechar porciones significativas de sus datos de alta y baja dimensión.  Considera que esta práctica no intencional es más dañina para la ciencia biomédica que cualquier fraude perpetrado hasta la fecha o cualquier recorte de fondos.  En el último año de la Universidad (2014), ideó  medidas de señal genotípica , para identificar sitios en datos de secuenciación de próxima generación donde  Es probable que los diferentes algoritmos de llamada de genotipo no estén de acuerdo y proporcionen medidas de incertidumbre para las llamadas de bases individuales.

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Cuando el núcleo cerró en 2014 debido a  recortes presupuestarios estatales , el brote de ébola en Guinea se había convertido en una epidemia, extendiéndose a Liberia, Sierra Leona.  James decidió usar su experiencia para ayudar a la sociedad a comprender mejor el brote, por lo que comenzó a leer artículos de investigación y a entrevistar a expertos para resolver el confuso lío de la política pública.  Durante un viaje por las colinas del oeste de Pensilvania, se dio cuenta de que una forma poderosa de ayudar a detener la transmisión era el diagnóstico presintomático.  Creó el Consorcio de Desarrollo de Ensayos Rápidos del Ébola, con la ayuda de colegas de la Universidad Estatal de Pensilvania (Dr. Costas Maranas), la Universidad de Illinois Urbana-Champaign (Prof. Klaus Schulten), el Instituto de Investigación Scripps (Dra. Erica Ollman-Sapphire) y la Universidad de California Santa Bárbara (Dr. Kevin Plaxco).  El grupo se centró en el desarrollo computacional de proteínas de unión similares a anticuerpos capaces de unirse al ébola.  Complejo proteico Gp1Gp2 en la cubierta viral .  Los anticuerpos sintéticos también se optimizaron para sufrir un gran cambio de estado conformacional al unirse para facilitar el uso en un ensayo colorimétrico rápido.

A medida que la situación en África empeoró, James sintió que su experiencia y conocimiento acumulados en investigación podrían beneficiar a aquellos en la línea del frente y al público en general, si tuvieran una mejor comprensión del virus, especialmente sus modos de transmisión.  Habló con expertos en epidemiología, salud pública, legisladores, psicólogos evolutivos, socorristas, camioneros y gente común, e investigadores a la vanguardia del desarrollo de medicamentos contra el ébola.  Escribió su primer libro.  “Ébola: una historia en evolución” (World Scientific)  no solo para informar a la gente sobre los detalles del brote y cómo se convirtió en una epidemia, sino también para decidir cómo la política debe basarse en la lógica, la ciencia y la evidencia, y no en el miedo, la superstición, la creencia o el dogma.  Su investigación sobre el ébola le permitió descubrir y catalogar una serie de importantes direcciones de investigación nuevas y preguntas abiertas en torno al ébola.

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En el proceso de su carrera, James obtuvo más de lo que esperaba.  Siempre buscando mejorar las formas de hacer ciencia, descubrió numerosas fallas fundamentales en los métodos para analizar datos.  Siempre se esforzó por ofrecer mejores soluciones a estos problemas.  A lo largo de los años, dado su amplio conocimiento de la investigación de vanguardia sobre el cáncer y sus tratamientos, James ayudó a su hermana, a su tío, a su futuro suegro y a varios amigos cercanos a encontrar rutas óptimas para el tratamiento de su cáncer.  Los amigos cercanos y la familia lo desafiaban regularmente con declaraciones como “Ya tienen una cura para el cáncer.  ¡No quieren curas, quieren tratamientos!”.  Mientras realizaba investigaciones para  “Ebola: An Evolving Story” , se hizo evidente para él que se podían realizar mejoras importantes y significativas en el enfoque de la FDA para los ensayos clínicos aleatorizados estándar de oro.  Para ayudar a clasificar estas perspectivas, utilizando el beneficio acumulativo de todas estas experiencias, ahora está escribiendo un segundo libro " Curas vs. Profits: Success Stories in Translational Research ", publicado en mayo de 2016.

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Hoy, James en una gira nacional con su último libro, “ The Environmental and Genetic Causes of Autism ”, dirigiendo el análisis de estudios de muchos tipos en el  Instituto del Conocimiento Puro y Aplicado  donde los científicos trabajan para reducir el dolor y el sufrimiento humano a través del conocimiento sin ánimo de lucro.