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Enregistrement W2956154393 · doi:10.1113/jp277724

A computational model of induced pluripotent stem‐cell derived cardiomyocytes incorporating experimental variability from multiple data sources

2019· article· en· W2956154393 sur OpenAlexaff
Divya C. Kernik, Stefano Morotti, HaoDi Wu, Priyanka Garg, Henry J. Duff, Junko Kurokawa, José Jalife, Joseph C. Wu, Eleonora Grandi, Colleen E. Clancy

Notice bibliographique

RevueThe Journal of Physiology · 2019
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueCardiac electrophysiology and arrhythmias
Établissements canadiensLibin Cardiovascular Institute of AlbertaUniversity of Calgary
Organismes subventionnairesNational Heart, Lung, and Blood InstituteAmerican Heart AssociationCommon FundNational Institutes of HealthNational Science Foundation
Mots-clésInduced pluripotent stem cellComputational biologyPhenotypeCellBiologyComputational modelGatingCell typeNeuroscienceBioinformaticsComputer scienceGeneticsArtificial intelligenceGeneEmbryonic stem cell

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

KEY POINTS: Induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes (iPSC-CMs) capture patient-specific genotype-phenotype relationships, as well as cell-to-cell variability of cardiac electrical activity Computational modelling and simulation provide a high throughput approach to reconcile multiple datasets describing physiological variability, and also identify vulnerable parameter regimes We have developed a whole-cell model of iPSC-CMs, composed of single exponential voltage-dependent gating variable rate constants, parameterized to fit experimental iPSC-CM outputs We have utilized experimental data across multiple laboratories to model experimental variability and investigate subcellular phenotypic mechanisms in iPSC-CMs This framework links molecular mechanisms to cellular-level outputs by revealing unique subsets of model parameters linked to known iPSC-CM phenotypes ABSTRACT: There is a profound need to develop a strategy for predicting patient-to-patient vulnerability in the emergence of cardiac arrhythmia. A promising in vitro method to address patient-specific proclivity to cardiac disease utilizes induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes (iPSC-CMs). A major strength of this approach is that iPSC-CMs contain donor genetic information and therefore capture patient-specific genotype-phenotype relationships. A cited detriment of iPSC-CMs is the cell-to-cell variability observed in electrical activity. We postulated, however, that cell-to-cell variability may constitute a strength when appropriately utilized in a computational framework to build cell populations that can be employed to identify phenotypic mechanisms and pinpoint key sensitive parameters. Thus, we have exploited variation in experimental data across multiple laboratories to develop a computational framework for investigating subcellular phenotypic mechanisms. We have developed a whole-cell model of iPSC-CMs composed of simple model components comprising ion channel models with single exponential voltage-dependent gating variable rate constants, parameterized to fit experimental iPSC-CM data for all major ionic currents. By optimizing ionic current model parameters to multiple experimental datasets, we incorporate experimentally-observed variability in the ionic currents. The resulting population of cellular models predicts robust inter-subject variability in iPSC-CMs. This approach links molecular mechanisms to known cellular-level iPSC-CM phenotypes, as shown by comparing immature and mature subpopulations of models to analyse the contributing factors underlying each phenotype. In the future, the presented models can be readily expanded to include genetic mutations and pharmacological interventions for studying the mechanisms of rare events, such as arrhythmia triggers.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,231
Score d'incertitude au seuil0,351

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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.

Tête enseignante Opus0,031
Tête enseignante GPT0,265
Écart entre enseignants0,234 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations144
Publié2019
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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