Abstract 33: Drug sensitivity prediction modeling from genomics, transcriptomics and inferred protein activity
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background: Machine learning models that rely on single omics data for drug sensitivity prediction are challenging and frequently fail within precision medicine scenarios. Proteomics, for example, reflects the system biology and the regulatory network better than genomics. However, it is less likely available for many preclinical and in vivo data, mainly due to the cost of data generation. Currently, there are massive amounts of genomics data available, such as CNV, mutation, and RNA-seq signatures. However, these data do not characterize the post-translational modifications in proteins, limiting their utility for biomarker discovery. Objective: The main objective of this study is to overcome the lack of proteomics data gap. Herein, we propose a novel modeling approach to improve the prediction accuracy of drug sensitivity, that is, combining genomics and proteomics signatures. In addition to genomics and transcriptomics data, the model infers proteomic activity from gene expression using VIPER from in vitro data, and this is extendable to in vivo settings. Material and Methods: Using PharmacoGX package developed in our lab, we downloaded, curated, and annotated the genomic and pharmacologic data of the Cancer Cell line Encyclopedia (CCLE), as well as the Cancer Therapeutics Response Portal (CTRPV2) dataset that is a continuation of the CTRP project and the largest pharmacologic screen conducted to date, containing several hundreds of thousands of drug dose-response curves. In this study, we extracted from CCLE dataset the following signatures: RPPA, RNASeq, Mutation, and CNV, then inferred the VIPER protein using RNASeq. Then, we built a model that a) checks the different omics combinations, b) applies random forest with ten-fold cross-validation for sensitivity prediction using CTRPV2, and c) evaluates the significance of each model using the concordance index (CI) package developed in our lab. Results: The proposed model was tested in vitro using CCLE and CTRPv2 common cell lines. We tested the model with drugs having known biomarkers in pharmacogenomics literature. ERBB2 biomarker for lapatinib showed the best CI=0.95 by combining CNV and VIPER models while CI equals 0.77 and 0.9 for each of them, respectively. Moreover, MET biomarker for crizotinib showed best CI=0.89 by integrating RNASeq, Mutation, RPPA, and VIPER, while each model obtained CI=(0.45, 0.5, 0.85, 0.5), respectively. Conclusion: In conclusion, omics integration boosted the drug sensitivity prediction compared to single models. The application of the proposed model in vivo will improve drug development and increase the prediction quality of precision medicine. Citation Format: Hassan Mahmoud, Benjamin Haibe-Kains. Drug sensitivity prediction modeling from genomics, transcriptomics and inferred protein activity [abstract]. In: Proceedings of the AACR Special Conference on Advancing Precision Medicine Drug Development: Incorporation of Real-World Data and Other Novel Strategies; Jan 9-12, 2020; San Diego, CA. Philadelphia (PA): AACR; Clin Cancer Res 2020;26(12_Suppl_1):Abstract nr 33.
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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 | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
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.
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 ».