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Accès ouvert déclaré 2024 preprint

SCREP: Towards Single-Cell Drug Response Prediction by Pharmacogenomic Embedding Enhanced Meta-Pretraining and Few-Shot Transfer Learning

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Rattachement africain : cn, us. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Abstract Objective Single-cell pharmacogenomic data is crucial for identifying biomarkers and understanding resistance mechanisms. However, the limited availability of those data poses significant challenges for efficient pre-training and thus hinders the generalization capability of the model. This paper aims to develop an efficient predictive model for single-cell drug response inference by leveraging knowledge from a bulk dataset. Methods To translate knowledge from bulk cell lines to single-cell analysis, this paper proposes a meta-pretraining and few-shot transfer learning frame-work based on pharmacogenomic embeddings. To enhance feature representation and alignment, genomic information is processed by a position-based feature extraction network to extract contextual features. Simultaneously, a graph-aware Transformer is developed to capture interatomic relations for drug information representation. Underlying this framework, key drug action pathways can be identified at the cellular level through the proposed gene gradient attribution algorithm. Results This model integrates drug response data from 223 drugs across 14 tissues for meta pre-training, followed by transfer and testing on seven single-cell datasets. In comparison to other models, the proposed framework achieves an average accuracy increase of 4.58% for pre-trained drugs and demonstrates a 20% improvement in generalization performance for previously unseen drugs. Case studies further illustrate its capability to differentiate between resistance genes. Conclusion The proposed framework exhibits enhanced generalization capabilities in predicting cellular responses across multiple drugs, including unseen drugs. This model serves as an effective tool for investigating drug action pathways and elucidating resistance mechanisms from single-cell insights, with significant implications for guiding clinical medication practices.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
SCREP: Towards Single-Cell Drug Response Prediction by Pharmacogenomic Embedding Enhanced Meta-Pretraining and Few-Shot Transfer Learning
Date Crossref
28/04/2024
Éditeur
openRxiv
Type
posted-content

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • University Town of Shenzhen pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Peng Cheng Laboratory pays non établi dans la notice
    Structure de recherche
  • Anhui University pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Anhui Medical University pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • University of Kentucky Institute of Biomedical Informatics pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Tsinghua University Shenzhen International Graduate School pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • School of Public Health pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure

University Town of Shenzhen, Peng Cheng Laboratory et Anhui University, avec 4 autres affiliations.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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