Abstract 5553: A computational model for integrating genomic data with public datasets for molecular tumor board recommendations
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Recent genomic profiling studies in pancreatic adenocarcinoma (PDA) have revealed actionable mutations affecting multiple signaling pathways, but in spite of these mutations, targeted inhibitors of these pathways have low success rates. A possible reason for these failures is that single-gene biomarkers (e.g. a KRAS mutation as an indicator of MEK inhibitor sensitivity) fail to account for crosstalk within and between dysregulated pathways. We have previously curated a knowledgebase of published studies as evidence to support molecular tumor board recommendations to cancer patients after multi-omic profiling. Here we present a computational framework for integrating this knowledgebase with drug response data from cancer cell lines to propose “actionable” biomarkers based on a panel of pathways instead of targeting a single gene mutation. We constructed a computational model encompassing a broad range of cancer-related pathways, including RAS/RAF/MEK/ERK, PI3K/AKT, cell cycle regulation, and DNA repair. The model consisted of a set of ordinary differential equations (ODE) with protein interactions following Hill-type kinetics and the rate of cell division and apoptosis modeled dependent on key signaling nodes, including the level of phosphorylated ERK and AKT. We integrated two sources of publicly available data: 1) published studies correlating phosphoprotein measurements and resistance pathways to targeted inhibitors in clinical development; and 2) mutation data correlated with drug-specific response metrics (e.g. IC50 values), such as CCLE and NCI-60. We systematically screened frequently observed overlapping disrupted signaling pathways (i.e., combinations of mutations) by simulating predicted IC50 values for targeted inhibitors. Based on these simulations, we then simulated the effect of pairs of drugs to explore which drug combinations may be best suited for inhibiting tumor growth when tumors harbor multiple mutations. We present two applications of this computational approach: a comparison of CDK4/6 inhibition in CDKN2A-mutated PDA vs. hormone receptor-positive breast cancer and a comparison of PARP inhibition in BRCA1/2-mutated PDA and ovarian cancer. The predictions generated by our simulations were consistent with clinical observations in that fewer combinations of mutations in PDA were sensitive to these inhibitors than in breast and ovarian cancer, suggesting ways to refine biomarkers for sensitivity to these drugs in PDA. The computational approach presented here takes into account multiple datasets from a knowledgebase to provide a prioritized list of treatments that match a patient’s molecular profile while also providing the rationale for the recommendation. This represents a step toward incorporation of systems biology in precision oncology. Citation Format: R Joseph Bender, Edik Blais, Apoorva Kulkarni, Michael J. Pishvaian, David Halverson, Jonathan R. Brody, Emanuel Petricoin, Subha Madhavan. A computational model for integrating genomic data with public datasets for molecular tumor board recommendations [abstract]. In: Proceedings of the American Association for Cancer Research Annual Meeting 2017; 2017 Apr 1-5; Washington, DC. Philadelphia (PA): AACR; Cancer Res 2017;77(13 Suppl):Abstract nr 5553. doi:10.1158/1538-7445.AM2017-5553
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,010 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,003 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,006 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».