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Enregistrement W4412163807 · doi:10.1158/1557-3265.aimachine-a008

Abstract A008: AI-Predict: Artificial intelligence-mediated drug synergy prediction and validation in cancer models

2025· article· en· W4412163807 sur OpenAlexaboutno aff
Alicia Pliego, Chantal Pauli, Lara Planas‐Paz, Michael Krauthammer, Amina Mollaysa, Kyriakos Schwarz, Sarah Kollar, Ahmed Allam

Notice bibliographique

RevueClinical Cancer Research · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueComputational Drug Discovery Methods
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésCancerDrugCancer drugsArtificial intelligenceMedicineComputer sciencePharmacologyInternal medicine

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Introduction: In precision oncology, monotherapies frequently result in resistance and disease relapse, emphasizing the need for rational drug combinations. Identifying effective combinations remains challenging due to the immense combinatorial space, tumor-specific molecular heterogeneity, and the limited scalability of experimental screening. Drug repurposing offers a promising and cost-effective alternative by leveraging compounds with known safety profiles. In recent years, machine learning approaches have been proposed to predict drug synergy, yet many remain limited by reliance on static datasets, batch effects, and minimal biological validation. Methods: We present a graph neural network (GNN)-based model that predicts drug synergy using molecular structure and gene expression data from cancer cell lines. Drugs are represented as molecular graphs and processed through GATv2 layers to capture structural relationships. Cell lines are encoded via attention-based embeddings of 908 landmark genes, capturing transcriptomic context. The model outputs the probability of synergy for each drug pair–cell line triplet and is trained using binary cross-entropy with L2 regularization. For in vitro validation, human cancer cell lines (ovarian UWB1.289, renal 786-0, and breast BT-549) were cultured under standard conditions and routinely tested for Mycoplasma contamination. Results: Our model was trained on the DrugComb v1.5 dataset (>1.4M triplets), annotated with four synergy scores (Loewe, Bliss, HSA, ZIP) and three consensus-based labels (Majority-2/3/4). We benchmarked performance against classical ML models, DeepSynergy, DeepDDS, and a GNN baseline with standard GAT layers. Across seven datasets, our model consistently outperformed all baselines, with gains of 3–18% in AUPR and 3–6% in AUC. It also maintained strong performance in generalization tasks involving unseen drugs and cell lines. To confirm biological relevance, we tested predicted drug pairs in vitro across three human cancer cell lines: ovarian (UWB1.289), renal (786-0), and breast (BT-549). We selected combinations with high predicted synergy, high antagonism, and low interaction probability. Each pair was tested under different exposure times (72h–8 days) and six-point dose-response curves based on known drug properties. Synergistic pairs showed enhanced cytotoxicity, while antagonistic combinations resulted in reduced efficacy. Neutral predictions aligned with additive effects. Context-dependent differences further highlighted the relevance of transcriptomic integration. Conclusion: Our GNN-based model demonstrates strong predictive performance for drug synergy and generalizes across biological contexts. In vitro experiments validate its translational utility, supporting its application in drug repurposing and personalized combination therapy. Future directions include testing in patient-derived models and leveraging experimental feedback to refine predictions through active learning. Citation Format: Alicia Pliego, Chantal Pauli, Lara Planas-Paz, Michael Krauthammer, Amina Mollaysa, Kyriakos Schwarz, Sarah Kollar, Ahmed Allam. AI-Predict: Artificial intelligence-mediated drug synergy prediction and validation in cancer models [abstract]. In: Proceedings of the AACR Special Conference in Cancer Research: Artificial Intelligence and Machine Learning; 2025 Jul 10-12; Montreal, QC, Canada. Philadelphia (PA): AACR; Clin Cancer Res 2025;31(13_Suppl):Abstract nr A008.

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 machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,004
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,011
Score d'incertitude au seuil0,038

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,004
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0020,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0020,001
Intégrité de la recherche0,0010,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0110,003

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 Opus0,280
Tête enseignante GPT0,543
Écart entre enseignants0,263 · 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreMéthodes

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
Publié2025
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