Dynamical systems analysis as an additional tool to inform treatment outcomes: The case study of a quantitative systems pharmacology model of immuno-oncology
Notice bibliographique
Résumé
Quantitative systems pharmacology (QSP) proved to be a powerful tool to elucidate the underlying pathophysiological complexity that is intensified by the biological variability and overlapped by the level of sophistication of drug dosing regimens. Therapies combining immunotherapy with more traditional therapeutic approaches, including chemotherapy and radiation, are increasingly being used. These combinations are purposed to amplify the immune response against the tumor cells and modulate the suppressive tumor microenvironment (TME). In order to get the best performance from these combinatorial approaches and derive rational regimen strategies, a better understanding of the interaction of the tumor with the host immune system is needed. The objective of the current work is to provide new insights into the dynamics of immune-mediated TME and immune-oncology treatment. As a case study, we will use a recent QSP model by Kosinsky et al. [J. Immunother. Cancer 6, 17 (2018)] that aimed to reproduce the dynamics of interaction between tumor and immune system upon administration of radiation therapy and immunotherapy. Adopting a dynamical systems approach, we here investigate the qualitative behavior of the representative components of this QSP model around its key parameters. The ability of T cells to infiltrate tumor tissue, originally identified as responsible for individual therapeutic inter-variability [Y. Kosinsky et al., J. Immunother. Cancer 6, 17 (2018)], is shown here to be a saddle-node bifurcation point for which the dynamical system oscillates between two states: tumor-free or maximum tumor volume. By performing a bifurcation analysis of the physiological system, we identified equilibrium points and assessed their nature. We then used the traditional concept of basin of attraction to assess the performance of therapy. We showed that considering the therapy as input to the dynamical system translates into the changes of the trajectory shapes of the solutions when approaching equilibrium points and thus providing information on the issue of therapy.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».