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Enregistrement W3112341401 · doi:10.1002/alz.040948

AI‐inferred gene expression trajectories mirror neuropathology and clinical deterioration in neurodegeneration

2020· article· en· W3112341401 sur OpenAlexaff
Yasser Iturria‐Medina, Ahmed Faraz Khan, Quadri Adewale, Amir H Shirazi

Notice bibliographique

RevueAlzheimer s & Dementia · 2020
Typearticle
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueHealth, Environment, Cognitive Aging
Établissements canadiensMcGill University Health CentreMcGill UniversityDouglas Mental Health University InstituteMontreal Neurological Institute and Hospital
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésNeuropathologyNeurodegenerationPathologicalDiseasePopulationNeuroscienceAmyloid (mycology)Alzheimer's Disease Neuroimaging InitiativeIn vivoPathologyMedicineAlzheimer's diseaseInternal medicineBiologyGenetics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Background We lack robust minimally‐invasive molecular tests for early neurodegenerative detection, hindering the development of better treatment and therapies. Gene expression (GE) has been of crucial value for understanding neurodegenerative evolution, revealing disease‐specific differentiated genes/molecular‐pathways and networks. However, due to the large developing period of neurodegenerative disorders, we lack exhaustive longitudinal datasets covering the continuous molecular transitions underlying disease. Almost all our knowledge of the subjacent pathological mechanisms is based in data “snapshots” taken at a few disease stages. Method We collected in‐vivo GE samples from blood plasma of 744 subjects in the spectrum of late‐onset Alzheimer’s disease (LOAD) and from 1225 post‐mortem brains with LOAD or Huntington’s disease (HD), from ADNI, ROSMAP and HBTRC. The subjects have post‐mortem neuropathology evaluations (Braak, Cerad, Vonsattel staging) or amyloid/tau PET‐based quantifications. Next, we developed the GE contrastive Trajectory Inference (GE‐cTIF) algorithm, allowing the unsupervised machine‐learning identification of enriched GE temporal patterns in the diseased populations (e.g. LOAD) relative to a background population (healthy elderly). See Figure 1. Result Applied to the in‐vivo samples (Figure 2), the individual molecular pathological scores predicted tau positivity ( P <0.001, FEW‐corrected), amyloid positivity ( P <0.001, FEW), tau‐amyloid comorbidity ( P <0.001, FEW), clinical diagnosis ( P <0.001, FEW), memory performance ( P <0.001, FEW), executive function ( P <0.001, FEW) and future clinical conversion ( P <0.001). In the post‐mortem brains, the molecular scores were significantly predictive (P<0.001, FEW) of Braak, Cerad and Vonsattel stages. In addition, the proposed method allowed direct identification of genes and molecular pathways driving neurodegenerative progression. Notably, 85% and 90% of the highly predictive molecular pathways in the neurodegenerating brain (ROSMAP and HBTRC, respectively) were also among the most relevant pathways detected in the blood data (ADNI). Conclusion Results in three independent neurodegenerative datasets support the strong predictive power of GE‐cTI for predicting individual pathophysiology and cognitive decline. The obtained scores are direct measures of molecular integrity, calculated independently of phenotypic/clinical variables and able to be used as unbiased biomarkers in clinical applications. Our results have broad implications for uncovering dynamic mechanisms of molecular pathology, patient stratification in the clinic, and monitor response to personalized treatments.

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: Observationnel · Signal consensuel: Observationnel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,409
Score d'incertitude au seuil0,698

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
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 Opus0,052
Tête enseignante GPT0,308
Écart entre enseignants0,257 · 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'étudeObservationnel
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

Citations0
Publié2020
Routes d'admission1
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