I A E S  I n t e r n at io n al  Jou r n al  of  A r t if ic ia l  I n t e ll ig e n c e  ( I J - A I )   V ol . 13, No.  4 ,  D e c e m be r   2024, pp.  4344 ~ 4351   I S S N :  2252 - 8938 ,   D O I :  10.11591/ ij a i. v13.i 4 .pp 4344 - 4351          4344     Jou r n al  h om e page :  ht tp : // ij ai . ia e s c or e .c om   A  m ac h i n e  l e ar n i n g  b ase d  f r am e w or k  f or  b r e ast  c an c e r   p r e d i c t i on  u si n g  b i o m ar k e r s       A p u r va V as h is t , A n il  K u m ar  S agar , A n j al i  G oyal   D e pa r t m e nt  of  C om put e r  S c i e nc e  a nd E ngi ne e r i ng, S ha r da  U ni ve r s i t y, G r e a t e r  N oi da , I ndi a       A r t ic le  I n f o     A B S T R A C T   A r ti c le  h is to r y :   R e c e iv e d  N ov   17 ,  2023   R e vi s e d  A pr   3 ,  2024   A c c e pt e d  A pr   17 ,  2024       Breast  cancer  is  the   most  frequent   cancer  in   women  and   the  second - l eading  cause  of  cancer - related  deaths  globally.   The  main  problems   in  ma naging  breast  cancer  are  high  heterogeneity  and  the   formation  of  ther apeutic  resistance.  White  blood  cells,  omics   and  large  Wisconsin   diagnostic   breast  cancer  datasets  present  the   three - decade  genomic   revolution  and   adva nce  the  understanding of cellular function. The  precision of cancer  diagnosis  h as also  increase d  over  the  past  decade s.   High  throughput  sequencin g,   screen in g,  and  artificial  intell igence tech nologi es have  signi ficantly  improv ed  and inc reased  the  methodologies  used  for  diagnosis,   prognosis,  and  therapy.   This   paper  follows  several  phases  of  breast  cancer,  studies  datasets  and  evaluate   many  algorit hms  of  machi ne  learning   (ML)  used  for   analysis  and   feature  se lection  i.e.  k - means,  similarity  correlation,  genetic  algorithm ,   and  pr incipal  component   analysis ,   have  been  used  to   recognize  the  subset  of   protei ns  with  the  highest  significance  for   breast  cancer   predictio n  by   using  di fferent  biomarkers.  The  best  correlation,   as  determined  by   Pearson  corre lation,  between copy number and pr otein  is 0.014, and  the accuracy a chieved   by the  genetic algorithm is 93.5% using multi - omics datasets.   K e y w o r ds :   B io m a r ke r s   B r e a s t  c a n c e r  pr e di c ti on  F e a tu r e  s e le c ti on   G e ne   G e ne ti c  a lg or it hm   R N A   This is an  open  acce ss artic le unde r the  CC BY - SA   license.     C or r e s pon di n g A u th or :   A pur va  V a s hi s t   D e pa r tm e nt  of  C om put e r  S c ie nc e  a nd E ngi ne e r in g, S ha r da  U ni ve r s it y   G r e a te r  N oi da ,  U tt a r  P r a de s h ,  I ndi a   E m a il :  a pur va .va s hi s t@gma il .c om       1.   I N T R O D U C T I O N   B r e a s t  c a n c e r   ( B C )   is   th e   m os t  w e ll - known  m a li gna nc y  th a t  dr a s ti c a ll y  r e duc e s   th e   w e ll ne s s   of   w om e n   th r oughout  th e   w or ld   [ 1] .  U nc e r ta in ty   s ur r ounds   th e   c ont r ib ut io n  of   e xoge nous   f e m a le   hor m one s   to   th e   e m e r ge nc e   of   B C .  B C   r is k  in c r e a s e s   f ol lo w in g  m e nopa us e .  A c c or di ng  to   De S a nt is   e t  al .  [ 2 ] ,  B C   ha ppe ns   to   a ppr oxi m a te ly   17  m il li on  c a s e s   a nnu a ll y,  w hi c h  is   a   w or r yi n g  in c r e a s e .  I n  th e   U ni te d  S ta te s ,  th e r e   w e r e   a ppr oxi m a te ly   268,600  ne w   c a s e s   of   B C   r e por te d  in   2019;  th e r e   w e r e   a ls o  41,760  r e por te d  f a ta li ti e s   [ 3] .  C a nc e r   di a gnos is  h a s  i m pr ove d  ove r  t he  pa s t  f e w  de c a de s .  T e c hnol ogy  f or  hi gh t hr oughput s e que nc in g  a nd  s c r e e ni ng,   a s   w e ll   a s   a r ti f ic ia l  in te ll ig e nc e   ( A I ) ,  ha ve   ha d  a   s ig ni f ic a nt   pos it iv e   im pa c t  on  th e   a ppr oa c he s   us e d  f or   di a gnos is ,  pr ognos is ,  a nd  th e r a py .  A s   th e   to p  r e a s on  of   de a th   f or   w om e n  in   in dus tr ia li z e d  c ount r ie s ,  B C   ha s   e xc e e de d  a ll   ot he r   m a li gna nc ie s   [ 4] .  H ow e ve r ,  B C ' s   r e c ur r e nc e ,  m e ta s ta s i s ,  a nd  qui c k   s pr e a d   ha ve   not   ye t  be e n   to ta ll y  m a na ge d  a nd  ha ve   be c om e   a   m a jo r   c ha ll e ng e   f or   c li ni c a l  m a na ge m e nt .  S o,  it   is   im pe r a ti ve   to   lo ok  f o r   m or e   r e li a bl e   pr ognos ti c   bi om a r ke r s   a s   pr os pe c ti ve   ta r ge ts   to   c om pr e he nd  pr oba bl e   pa th w a ys ,  e nha nc e   th e r a pe ut ic   e f f e c ti ve ne s s ,  a nd  d e c r e a s e   di s ta nt   m e ta s ta s is ,  a ll   o f   w hi c h  w il l  in c r e a s e   th e   s ur vi va l  r a te .  M a ny   bi om a r ke r s  ha ve  be e n us e d t o da te  f or  s c r e e ni ng, dia gno s in g, a nd ke e pi ng t r a c k of  B C  r e c ur r e nc e .   B io m a r ke r s   a r e   m ol e c ul e s   th a t  in di c a te   w h e th e r   a   phys io l ogi c a l  a c ti vi ty   oc c ur s   nor m a ll y  or   a bnor m a ll y.  T he y  c a n  a l s o  be   s ig ns   of   a n  unde r ly in g  c ondi t io n  or   il ln e s s .   D if f e r e nt   ty pe s   of   m ol e c ul e s ,  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f  I nt e ll     I S S N :  2252 - 8938       A  m ac hi ne  l e ar ni ng bas e d f r am e w o r k  f or  b r e as t  c an c e r  p r e di c ti on us in g bi om ar k e r s   ( A pur v a V as hi s t)   4345   in c lu di ng  R N A   ( m iR N A   a nd  m R N A ) ,  hor m one s ,  pr ot e in s ,   a nd  D N A   ( ge ne s ) ,  c a n  a c t  a s   bi om a r ke r s .   B io m a r ke r s   a r e   di s c ove r e d  to   di s ti ngui s h  c a nc e r   vi a   knowle dge - ba s e d  ge ne   s e le c ti on,  ge ne   e xpr e s s io n  pr of il in g,  o r   pr o te in   pr of il in g.  T he r e   a r e   va r io us   f a c to r s  t ha t  c on tr ib ut e   to   B C ,  th e   m a jo r it y  im p ly   a lt e r a ti ons   in   th e   e xpr e s s io n  of   ge n e s ,  li ke   m ic r oR N A s   ( m iR N A s ) .  m iR N A s   c a n  r e gul a te   s ig na li ng  p a th w a ys ,   w hi c h  h a s  a n  im pa c t  on  c a r c in oge ne s is   a nd  ot he r   a s pe c ts   of   c a nc e r   pr ogr e s s io n  [ 5] .  N um e r ous   bi om a r ke r s   ha ve   be e n   e m pl oye d  in   th e   de te c ti on,  pr e di c ti on,  di a gnos is ,  a nd  m oni to r in g  of   B C   r e c ur r e nc e .  F or   in s ta nc e ,  hum a n  e pi de r m a l  gr ow th   f a c to r   r e c e pt or   2  ( H E R 2) ,  w hi c h  w a s   di s c ov e r e d  a s   a   pr e di c to r   of   poor   pr ognos is   25  y e a r s   a go  [ 6] , i s  ove r  e xpr e s s e d i n 15%  o f  B C  pa ti e nt s . A  c r uc ia l  c e ll  pr ol if e r a ti on - r e la te d bi om a r ke r  c a ll e d a nt ig e n   KI - 67, whic h i s  e nc ode d by the  M K I 67 ge ne , ha s  be e n e m pl oy e d i n c li ni c a l  s e tt in gs  a s  a  pr e di c ti ve  i ndi c a ti on  of  t um or  r e c ur r e nc e  a nd c li ni c a l  pr ognos is   [ 7] .   F ur th e r m or e ,  c o - tr a ns c r ip ti ona l  r e gul a to r   m iR N A s   in   B C   a r e   e xpe c te d  to   in te r a c t  w it h  th e ir   ta r ge t   m R N A s   in   bot h  f a vor a bl e   a nd  unf a vor a bl e   w a ys .  m iR - 1307 - 3   p,  m iR - 940,  a nd  m iR - 340 - 3   p  w e r e   f ound   to   ha ve   ne ga ti ve   e f f e c ts   on  ov e r a ll   s ur vi va l  in   B C   pa ti e nt s   [ 8] .  T he   hs a - miR - 503,  hs a - miR - 1307,  hs a - miR - 212,  a nd  hs a - miR - 592  e xpr e s s io n  c ha nge s   a r e   s ig ni f ic a nt ly   c or r e la te d  w it h  B C   pr ognos is   [ 1] .  D ue   to   th e   la c k  o f   c ons is te nc y,   th e   a ppr oxi m a ti on  of   K I - 67  a nd  th e s e   m i R N A s   in   B C   ha s   not   ye t  b e e n  w id e ly   us e d   a s   a   bi om a r ke r   in   th e   c li ni c .  S o,  to   in c r e a s e   th e   pr e c is io n  of   B C   di a gnos i s ,  m or e   pr e c is e   bi om a r ke r s   m u s t  be   f ound.  W e   ha ve   e m pha s iz e d  th e   va lu e   of   om ic s   da ta s e ts   a nd  bi ol ogi c a l  in f or m a ti on  f or   e nha nc in g  th e   pr e di c ti ve   c a pa c it y  of   va r io us   m a c hi ne   le a r ni ng  ( M L )   m e th ods .   A ls o,   th e   b e ne f it s   of   M L   in   m e ta bol ic   a ppl ic a ti ons   li ke   pr ot e in   e ngi ne e r in g,  de s ig ni ng  ge ne   c ir c ui ts   a nd  pa th w a ys ,  a nd  opt im iz in g   bi opr oc e s s e s   a r e   pr e s e nt e d.  T he   c ha ll e nge s   of   de ve lo pi ng  M L   te c hni que s   f or   gr ow in g  de s ig ne r   m ic r obe s   w it h  e nh a nc e d  pr oduc ti on  h a ve   a l s o  be e n  e m pha s iz e d.       2.   L I T E R A T U R E   R E V I E W   A   th or ough  a s s e s s m e nt   of   th e   li te r a tu r e   on  B C   pr e di c ti on   is   p r e s e nt e d  in   th i s   s e c ti on.  T hi s   s e c ti on   s ur ve ye d  28  p a pe r s   publ i s he d  in   s im il a r   dom a in .  T a ghi z a d e h  e t  al .  [ 5]   us e d   762  B C   pa ti e nt s   a nd   138  s ol id   ti s s ue   nor m a l  pa r ti c ip a nt s   to   in ve s ti ga te   r e le v a nt   B C   c ha r a c te r is ti c s .  T he r e   w e r e   th r e e   c a te gor ie s   of   M L   a lg or it hm s   be in g  us e d:   f e a tu r e   s e le c ti on  te c hni que s ,  f e a tu r e   e xt r a c ti on  a ppr oa c h:   pr in c ip a l  c om pone nt   a na ly s is   ( P C A ) ,  13  c la s s if ic a ti on  a lg or it hm s   a lo ng  w it h  a ut om a t e d  M L   hype r   pa r a m e te r   a dj us tm e nt .  A yool a   a nd   O gunf unm i  [ 9]   f ound a   m ode l  th a t  is  m os t  s ui te d f o r  f o r e c a s ti ng t ype  of  t um o r  c e ll .  G e ne ti c  a lg or it hm  i s  us e d  to   c hoos e   th e   s ubc a te gor ie s   of   in put   f e a tu r e s   th a t  a r e   m os t  pe r ti ne nt   to   th e   ta r ge t  va r ia bl e   on  th e   W is c ons in   B C   da ta s e t.   5  M L   r e gr e s s io n  c l a s s if ie r s   w e r e   c om p a r e d  in c lu di ng  s uppor t  ve c to r   r e gr e s s io n,  lo gi s ti c   r e gr e s s io n   ( L R ) , r a ndom f o r e s t   ( R F ) , a nd de c is io n t r e e s  ( D T ) .   I n  a c c or da nc e   w it h  r e c e nt   r e s e a r c h  by  N oui r a   e t  al .  [ 10]   th e   pe r f or m a nc e   of   c la s s if ie r s   c a n  be   im pr ove d  by  r e m ovi ng   noi s e   a nd  uni m por ta nt   da ta   dur in g  da ta   pr e pa r a ti on  us in g  a   f e a tu r e   s e le c ti on  s tr a te gy,   s uc h  a s   th e   ge ne ti c   a lg or it hm .  T he   c om pa r a ti ve ly   hi gh  a c c ur a c y  of   s om e   M L   r e gr e s s io n  a ppr oa c he s   w a s   a l s o  hi ghl ig ht e d  a s   a   r e s ul t.   I n  th is   w or k,  m R N A   g e ne   e xpr e s s io n  da ta   w e r e   s ubj e c te d  to   s e ve r a l  f e a tu r e   s e le c ti on/ c ol le c ti on mode ls   e s ta bl is h e d f or  c a nc e r  c la s s if ic a ti on a nd me di c a l  out c om e  pr e di c ti on.   R e s e a r c h by   A lc udi a   a nd  R odr ig ue s   [ 11] ,  hybr id   bi oi ns pi r e d  m ode ls - ba s e d   a lg or it hm s   ha ve   be e n  de v e lo pe d  to   c hoos e   a   s e le c ti on  of   r e le va nt   ge n e s   w it h  c a nc e r   pr e di c ti on  pe r f or m a nc e  r e le va nc y.  I t  bl e nds   in s tr uc ti ona l  m ode l s   w it h  a n  a r ti f ic ia l  be e   c ol ony  ( A B C ) ,  f ir s t  us in g  a   r a nki ng  a ppr oa c h  to   c on de ns e   th e   a v a il a bl e   s pa c e   a nd  th e n  us in g   A B C  t o s e le c t  th e  m os t  r e le va nt  ge n e  s ubs e t.   Z e nbout  e t  al .  [ 12]   us e s   th e   pr ot e in - pr ot e in   in te r a c ti on  ( P P I )   f or   c or r e la ti ng  pr ot e om ic s   a nd  th e   c lu s te r - ba s e d  gr e y  w ol f   opt im iz a ti on  a lg o r it hm   ( C B - G W O )   m e th o d  f or   f e a tu r e   s e le c ti on.  T o  f or e c a s t  c li ni c a l  out c om e s ,  us e   a   de e p  s ta c ke d   c a noni c a l  r e la ti ons hi p  a ut o e nc ode r .  F or   f e a tu r e   s e le c ti on,  a   C B - G W O   a nd  a   de e p   s ta c ke d  c a noni c a l   c or r e la ti on  a ut oe nc od e r   ( D S C C - A E )   f or   c li ni c a l  e ndpoint   pr e di c ti on  a r e   th e   e s s e nt ia l   c om pone nt s   of   th is   de s ig n.   I s ik   a nd  E r c a n   [ 13]   e m pl oye d  th e   P P I   s ys te m   to   f in d  th e   m a xi m um   a s s oc ia te d   pr ot e in s   a nd  th e   c odi ng  ge ne s   of   th os e   pr ot e in s   to   p r e di c t  th e   m e di c a l  out c om e s   of   pa ti e nt s ,  s e r ve d  a s   th e   ba s is   f or   our   r e ve r s e   pha s e   pr ot e in   a r r a y  ( R P P A ) - ba s e d  om ic s   bi om a r ke r   id e nt if ic a ti on  m e th od.  2018  put   s pe c i a l  e m pha s is   on   th e   M L   m ode l' s   c l a s s if ic a ti on   te c hni que   f or   c a nc e r   pr e di c ti on.  T he y  f ound  good   a c c ur a c y  us in g   s uppor t  ve c to r   m a c hi ne s ,  li ne a r   r e gr e s s io n,  a nd  k - ne a r e s t  ne ig h bor s   ( KNN )   on  th e   W is c ons in   B C   da ta s e t.   D a ta   s our c e ,  da ta   c om pr e he ns i on  a nd  pr e pa r a ti on,  f e a tu r e   tr a in in g  a nd  s e le c ti on,  a nd  c la s s if ic a ti on  m e th odol ogy  a ppl ie d.   T hr ough  B C   s ur vi va l  pr e di c ti on  ba s e d  on  pa th w a y  a c ti vi ty   in f e r e nc e ,  K im   a nd  T a gkopoulos   [ 14]   e xpl or e d  bi ol ogi c a l  m e th ods   a nd  im pl ic a ti ons   of   le a r nt  f e a tu r e s .  O m ic s   da ta s e t  s e r ve d  a s   a n  in s pi r a ti on  f or   th is   e f f or t.   R e c e nt   de c a de s   ha ve   s e e n  a   th or ough  in ve s ti ga ti on  of   num e r ous   a r ti f ic ia ll y  a s s is te d  s ys te m s   f or   c a nc e r   a na ly s is ,  w h e th e r   th r ough  om ic s   da ta   a na ly s i s   [ 15]   or   m e di c a l   im a ge   a na ly s i s .  N um e r ous   s tu di e s   ha ve   a l s o  be e n  c onduc t e d  to   in c or por a te   om ic s   da ta   to   bui ld   m ode ls   th a t  c a n   pr e di c t  m e di c a l   out c om e s   a nd   e nha nc e   c a nc e r - r e la te d  m e di c a l  d e c is io ns   B is w a s   a nd   C ha kr a ba r ti   [ 16] .  T he   in te gr a ti ve   f r a m e w or k  pr e s e nt e d  in   th is   pa pe r   ge ne r a te s   a   f in di ng  m ode l  bui lt   on  a   bi oi ns pi r e d  f e a tu r e   c hoi c e   m e th od,  a lo ng  w it h  tr a in e d  M L   m ode ls   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :  2252 - 8938   I nt  J  A r ti f  I nt e ll , V ol . 13, No.  4 ,  D e c e m be r   2024:  4344 - 4351   4346   th a t  c oul d be  us e d  a s  c a n c e r  pr e di c ti on t ool s .  T a bl e  1  pr e s e nt s   a n ove r vi e w  of  pa s t  s tu di e s  i n t he  br oa d  doma in   of  B C  pr e di c ti on us in g M L  t e c hni que s .       T a bl e  1. C om pa r is on of   M L  ba s e d a ppr oa c h e s   R e f e r e nc e   T e c hni que  us e d   E xpe r i m e nt a l  da t a s e t   P a r a m e t e r   M e t hod s um m a r y a nd  m e r i t s   R e m a r ks   [ 4]   M L  ( K N N , C 4.5,  S V M )   W B C  a nd f i ne  ne e dl e   a s pi r a t e  ( F N A )   E a r l y - s t a ge   pr e di c t i on   B C  di a gnos i s  a nd  pr ognos i s   C l a s s i f i c a t i on  a c c ur a c y be t t e r  t ha n  c l us t e r i ng 81%   [ 17]   S uppor t  ve c t or   c l a s s i f i e r s ,  RF ,  K N N s , a nd  LR   W i s c ons i n H o s pi t a l   da t a s e t  f r om   K a ggl e .c om   B r e a s t   t e m pe r a t ur e   m oni t or i ng, M R I   H i s t or i c a l  i m a ge  a na l ys i s   a nd us e  of  ha e m a t oxyl i n  a nd e os i n   96.23%  i n K N N ,   96.28%  i n  RF ,  98.11%  i n S V M ,   a nd  98.18%   i n  LR   [ 18]   S V M ,  de c i s i on  t r e e , R F , a nd  LR   W i s c ons i n B C  da t a s e t   S um m a r y a nd  de s c r i pt i on   V e s s a l s  of  pl a s m a  a nd  l ym ph ve s s a l s   H i ghe s t  a c c ur a c y  gi ve n by  RF   98.24%   [ 1 9 ]   M L  a l gor i t hm s   w i t h  I oT   W D B C   S um m a r y a nd  de s c r i pt i on   A ge , gl uc os e  a nd r e s i s t i n  e f f e c t i ve  bi om a r ke r  f or   BC   A s  c om pa r e d t o L R   a nd R F , M L P   pr oduc e s  gr e a t e r   a c c ur a c y w i t h l ow e r   f a ul t  r a t e   [ 20]   R F , L R , S V M ,  a nd G a us s i a n  p r oc e s s  ( G P )   c l a s s i f i e r s   N ove l   bi om a r ke r s   S um m a r y a nd  de s c r i pt i on   T he  c om pl e xi t y of  ge ne s   a nd t he  i nt e r c onne c t i ons   be t w e e n t he m  ne e d f or   a dva nc e d A I  m ode l s   G P  pe r f or m e d =90%   [ 21]   S V M ,  LR ,  RF ,  a nd B a ye s i a n  c l a s s i f i c a t i on   C ohor t  c om pr i s e d 302  pa t i e nt s   S um m a r y a nd  de s c r i pt i on   H um a n e pi de r m a l  gr ow t h  f a c t or  r e c e pt or   T o f or e c a s t  B C   m e t a s t a s e s  a t  l e a s t   t hr e e  m ont hs  i n  a dva nc e , us e   a   RF   m ode l   [ 22]   ML   R a w  da t a   S um m a r y a nd  de s c r i pt i on   c om bi ni ng r a di om i c   va r i a bl e , c l i ni c a l  da t a , a nd  pa t hol ogi c a l  da t a  on M R I   m os t  a c c ur a t e   pr e di c t i on w a s  m a de   by R F   [ 23]   M L  a l gor i t hm   ( R F , L R , A N N ,   a nd S V M )   G S E 20271 a nd  G S E 22093, us e d 134  ge ne s  a s  di a gnos t i c   i ndi c a t or s   S u m m a r y   a n d   d e s c r i p t i o n  ( c o r r e c t   d i s c r i m i n a t i on   o f   p a t i e n t s )   G e ne  w i s e  e i ge nv e c t or   C a nc e r  s t a gi ng  pr e di c t i on   S V M  pe r f or m e d  a c c ur a c y 92.21%   [ 24]   ML   G e ne  e xpr e s s i on,  D N A , m i R N A   e xpr e s s i on, m ul t i - om i c s  da t a   S um m a r y a nd  de s c r i pt i on   M L  pi pe l i ne   s ur vi va l   pr e di c t i ons  i n c om pa r i s on  t o s i ngl e - m oda l i t y da t a - ba s e d f or e c a s t s   A U C  a c c ur a c y 87%       3.   R O L E   OF   m iRN A  I N   B R E A S T   C A N C E R   P R E D I C T I O N     O ne   of   th e   m os t  r e s e a r c he d  m ol e c ul e s   w it h  th e   pot e nt ia l  to   s e r ve   a s   c a nc e r   bi om a r ke r s   is   m iR N A .   D e r e gul a te d  m iR N A   e xpr e s s io n  is   a   ha ll m a r k  of   a ll   c a nc e r   ty pe s ,  a nd  it   ha s   b e e n  li nke d  to   th e   ons e t,   pr ogr e s s io n,  a nd  r e s pons e   to   tr e a tm e nt .  M or e ov e r ,  m iR N A s   a r e   s ta bl e ,  br ie f ,  a nd  th e ir   e xpr e s s io n  in   ti s s ue s   a nd  body  f lu id s   m a y  be   e a s il y  f ound.  T he s e   f e a tu r e s   of   m iR N A s   ha ve   m a de   th e m   pot e nt ia ll y  us e f ul   bi om a r ke r s   f or   c a nc e r   r e s e a r c h,  in c lu di ng  di a gnos ti c ,  pr ognos ti c ,  a nd  pr e di c ti ve   pur pos e s .  A lt hough  di f f e r e nt ia l  e xpr e s s io n  is   th e   m e th od   us e d   in   m a ny   c a nc e r   r e s e a r c h  bi om a r ke r   s tu di e s   to   id e nt if y  bi om a r ke r s ,  th e r e   is   a n  in c r e a s in g  te nde nc y  to w a r ds   th e   u s a ge   a nd  us e   of   M L   t e c hni que s   f or   pr e di c ti ve   m ode ll in g  a nd  da t a   m in in g.  Y e t,   s om e   m iR N A s   th a t  ha ve   b e e n  li nke d  to   B C   h a ve   be e n  f ound  to   ha v e   dys r e gul a te d  e xpr e s s io n,  w hi c h  m a y  ha v e   a n  im pa c t  on  th e   ons e t  a nd  s pr e a d  of   th e   di s e a s e .  T he s e   in c lu de ,  a m ong  ot he r s ,  m iR - 21,    miR - 155,  m iR - 10b,  m iR - 210,  a nd  m iR - 146a .  m iR N A s   ha ve   r e c e iv e d  s ub s ta nt ia l  r e s e a r c h  a s   pot e nt ia l   in di c a to r s   f or   th e   di a gnos is   a nd  pr ognos is   of   B C .  L it tl e   non - c odi ng  R N A   m ol e c ul e s   known   a s   m iR N A s   a r e   c r uc ia l  f or   pos t - tr a ns c r ip ti ona l  ge ne   c ont r ol ,  a nd  de r e gul a ti on  of   th e s e   m ol e c ul e s   ha s   be e n  li nke d  to   s e ve r a l   il ln e s s e s , i n c lu di ng c a nc e r .   T he   de v e lo pm e nt   of   M L   a lg or it hm s   th a t  c a n   pr e di c t  out c om e s   of   m e ta bol ic   e ngi n e e r in g  de pe nd s   he a vi ly  on e xpe r im e nt a l  da ta s e ts   a nd omi c s  d a ta . M L  of f e r s  s ta t is ti c a l  te c hni que s  f or  da ta  e xpl or a ti on t ha t  c a n   be   us e d   to   tr a in   c om put e r s   to   pr e di c t  th e   out c om e s   o f   ge ne ti c   t he r a py.  T he   th r e e   pa r a di gm s   of   r e in f or c e m e nt   le a r ni ng,  uns upe r vi s e d   le a r ni ng,  a nd   s up e r vi s e d  le a r ni ng  a r e   ty pi c a ll y  us e d   to   c a te gor iz e   M L   r e s e a r c h.  I n  th e   la s t  te n ye a r s , va r io us  i nt e r a c ti ve  da ta b a s e s  ha ve  be e n  c r e a te d f or  or ga ni z in g bi ol ogi c a l  da ta  i n  s uc h e nor m ous   qua nt it ie s   [ 25] .  F in a ll y,   m iR N A s   ha ve   th e   pot e nt ia l  to   be   im po r ta nt   c om pone nt s   of   B C   pr e di c ti ve   m ode ll in g .   T o  tr a ns la te   m iR N A   r e s e a r c h  in to   c li ni c a ll y  us e f ul   a ppl ic a ti ons ,   it   is   im pe r a ti ve   to   s ol ve   th e   di f f ic ul ti e s   r e la te d   to   th e ir   us a ge   a s   bi om a r ke r s .   F or   be tt e r   B C   di a g no s is ,   pr ognos is ,  a nd   tr e a tm e nt   pl a nni ng,  ongoing  r e s e a r c h   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f  I nt e ll     I S S N :  2252 - 8938       A  m ac hi ne  l e ar ni ng bas e d f r am e w o r k  f or  b r e as t  c an c e r  p r e di c ti on us in g bi om ar k e r s   ( A pur v a V as hi s t)   4347   a tt e m pt s   to   im pr ove   e xpe r im e nt a l  s tr a te gi e s ,  va li da t e   m iR N A - ba s e d  pr e di c ti ve   m ode ls ,  a nd  im pr ove   da t a   pr oc e s s in g t e c hni que s .     3.1.  Ap p li c at io n s  of   m ac h in e  l e ar n in g   f or  b io lo gi c al   f u n c t io n s   V a r io us  M L  t e c hni que s  c ov e r e d i n t he  pr e c e di ng s e c ti on pr odu c e  t ool s  t o  s ol ve  di ve r s e  di f f ic ul ti e s  i n  c r e a ti ng  bi ol ogi c a l  s ys te m s .  M L   m ode ls   c a n  be   us e d  to   c r e a te   s ys te m - le ve l  c e ll s   by  e m pl oyi ng  qua nt if ia bl e   in put   a nd  out put   va r ia bl e s .  B e c a u s e   th e y  a r e   tr a in e d  us in g  e xp e r im e nt a l  da ta ,  th e s e   da ta - dr iv e n  m ode ls   po s s e s s   pr e di c ti ve   a bi li ty   w it hout   ne c e s s it a ti ng  a   th or ough  gr a s p  of   m e c ha ni s m s .  A   w e ll - f r a m e d  m ode l  m ig ht   f or e s e e   th e   e f f e c ts   of   f ut ur e   in   s il ic o  tr ia ls ,  w hi c h  c oul d  upgr a d e   e xpe r im e nt a l  a ppr oa c he s   f o r   opt im um   bi o  s ys te m   de s ig n  in   a   w a y  th a t  is   bot h  e c onomi c a l  a nd  la bor - in te ns iv e   [ 26] .  M ode ls   a r e   of te n  tr a in e d  a nd  ve r if ie d  us in g   e xi s ti ng  in f or m a ti on  a nd  da ta   ga th e r e d  f r om   e xpe r im e nt s .  Y e t  c hoos in g  th e   be s t  m ode l  to   us e   is   a   c r it ic a l  unde r ta ki ng  th a t  m os tl y  de pe nds   on  dom a in   knowle dge   a nd  a n  a s s e s s m e nt   of   a lt e r na ti ve   pr om is in g  m ode l s .  T he   m ode l  w it h  hi ghe r   pr e di c ti ve   pow e r   i s   ut il iz e d  f or   e xpe r im e nt a l  va li da ti on  a f te r   s e le c ti on  pr oc e dur e . T he   ne w ly  a c qui r e d da ta  i s  i nc or por a te d i nt o t he  m ode l  to  i m pr ove  i t  a nd give  i t  be tt e r  f or e c a s ti ng powe r .   I n  num e r ous   ba c te r ia l  a nd  ye a s t  ge ne r a ,  M L   ha s   be e n  u s e d  to   pr e c is e ly   pr e di c t  th e   R N A   a c ti vi ti e s .  O n  ta r ge t  m ove m e nt   pr e di c to r s   ha ve   be e n  de ve lo pe d  u s in g  a   va r ie t y  of   M L   m e th ods ,  f r om   s tr a ig ht f or w a r d  li ne a r   r e gr e s s io n t o i nt r ic a te , c onvolut e d ne ur a l  ne twor ks . M or e ove r ,  non - li ne a r  pa r a m e te r  S V M   m ode ls  w it h  s in gl e   gui de   R N A   ( s gR N A )   s c or e r   a nd  c lu s te r e d  r e gul a r ly   in te r s pa c e d  s hor t  pa li ndr om ic   r e p e a t  D N A   ta r ge ti ng  ( C R I S P R - DT )   [ 27]   ha ve   be e n  c ons tr uc te d.  G e ne ti c   c ir c ui ts   a r e   s pe c ia li z e d  gr oups   of   D N A   s e qu e nc e s   th a t  e na bl e   in te r c e ll ul a r   c om m uni c a ti on  to   pe r f or m   a   s pe c if ic   pur pos e   a nd   c ode   f or   a   pa r ti c ul a r   R N A   or   pr ot e in .   T he s e   ne twor k s   c a n  c ont r ol   a   va r ie ty   of   c e ll   be ha vi or s   ba s e d  on   in put s   f r om   th e   s ur r ounding  e nvi r onm e nt .  A   c onve nt io na l  ge ne   c ir c ui t  de s ig n  s tr a te gy  in vol ve s   put ti ng  f or th   a   s ys te m ,  u s in g  c om put a ti ona l  m e th ods   to   id e nt if y  a   w or ka bl e   r ol e ,  a nd  a dj us ti ng  th e   pa r a m e te r s   a s   ne c e s s a r y.  I n  te r m s   of   M L ,  a n   id e a l  pur pos e   c a n  be   c r e a te d by it e r a ti ve ly  e xa m in in g t he  be s t  f it  f r om  a  l ib r a r y of  po te nt ia l  s ys te m  a r r a nge m e nt s .     3.2.  P r ot e in  e n gi n e e r in g    I n huma n body, pr ot e in s  pe r f or m  a  w id e   r a nge  of  f unc ti ons , s uc h a s  pr e s e r vi ng t he  phys ic a l  in te gr it y   of  c e ll s , a c ti ng a s  e ne r gy s to r a ge  uni ts , a s s is ti ng i n t he  m ove m e nt  of  m ol e c ul e s  a c r os s  m e m br a ne s , a nd t a ki ng   pa r t  in   a   va r ie ty   of   m ol e c ul a r   pr oc e s s e s   li ke   D N A   r e pl ic a ti on  a nd  tr a ns c r ip ti on.  T he   a m in o  a c id   c om pone nt s   th a t  m a ke   up  th e   e nt ir e   pr ot e in   a r e   c ont a in e d  w it hi n  th e s e   c om pl e xe s .  S e que n c e r - ba s e d   pr ot e in   f unc ti on  pr e di c ti ons   ha ve   be e n  th e   s ubj e c t  of   m uc h  s tu dy  a nd  ha ve   f ound  w id e s pr e a d  us e   in   th e   s c ie nt if ic ,  te c hnol ogi c a l,   a nd me di c a l  f ie ld s   [ 28] , [ 29] .        4.   D A T A  S O U R C E   O m ic s   bi om a r ke r s   da ta s e t  is   a   c ol le c ti on  of   da ta   f r om   di f f e r e nt   bi ol ogi c a l  le ve ls ,  s u c h  a s   g e nom ic s ,   tr a ns c r ip to m ic s ,  pr ot e om ic s ,  a nd  m e ta bol om ic s .  T he   m ol e c ul a r   pr ope r ti e s   of   B C   c a n  be   th or oughly  vi e w e d  us in g  th e s e   da ta b a s e s ,  w hi c h  c a n  a l s o  be   us e d   to   f in d  po s s ib le   bi om a r ke r s   or   tr e a tm e nt   ta r ge ts .  T he   pa tt e r ns   th a t  di s ti ngui s h m a li gna nt  t is s ue  f r om  he a lt hy t is s ue  c a n be  f ound by e xa m in in g omi c s  da ta  f r om  B C  pa ti e nt s .   W it h t hi s  da ta , pr e di c ti on mode ls  c a n be  c r e a te d t o he lp  i de nt if y i ndi vi dua ls  w ho a r e  a t  a  hi gh r is k f or  B C  a nd  to   gui d e   tr e a tm e nt   c hoi c e s .  O m ic s   da t a s e t s   c a n  be   a n  e f f e c ti v e   to ol   f or   pr e di c ti ng  th e   de ve lo pm e nt   of   B C   ove r a ll ,  a nd  f ur th e r   s tu dy  is   e xpe c te d  to   f in d  f ur th e r   a ppl ic a ti ons   f or   th e s e   da ta s e ts   th a t  w il l  e nha nc e   pa ti e nt   out c om e s   [ 13] .    T he   da ta s e t  c ont a in s   1937  f e a tu r e s   a nd  a   ta r ge t  va r ia bl e .  T he   da t a s e t  c ont a in s   in s ta n c e s   of   705  pa ti e nt s   ( 611  pa ti e nt s   s ur vi ve d,  94  di e d) .  E a c h  f e a tu r e   ha s   a   pr e f ix   a c c or di ng  to   th e   da ta   ty pe :   m u:   s om a ti c   m ut a ti on   ( ye s ,  no)   [ s om a ti c   m ut a ti on:   a   pos t - c onc e p ti ona l   c ha nge   in   D N A .  S om a ti c   m ut a ti ons   c a n  ha ppe n   in   a ny  ty pe   of   c e ll   in   th e   body,  e xc e pt   f o r   ge r m   c e ll s   ( e gg  a nd  s pe r m ) ,  w hi c h  a r e   not   tr a ns f e r r e d  to   pr oge ny] .c n:   c opy   num be r   va r ia ti on  a s   c a lc ul a te d  by  gi s ti c   ( - 2,  - 1,  0,  1,   2) ,   r s :  R N A   ( R ib onuc le ic   a c id )   s e que nc in g  i. e   ge ne   e xpr e s s io n, pp: phos phor - pr ot e in  l e ve ls .  T he  ove r a ll  s iz e  of  da ta s e t  is  705 r ow s  *1941  c ol um ns .        5.   M A C H I N E   L E A R N I N G   M E T H O D S  A N D  A L G O R I T H M S  I N  B C  P R E D I C T I O N   A lg or it hm s   th a t  a id   in   pr e di c ti on  a nd  c la s s if ic a ti on  c a n  be   c r e a te d  a nd  a s s e s s e d  us in g  M L   te c hni que s .  F our   pr oc e s s e s   f or m   th e   f ounda ti on  o f   M L :   ga th e r in g  da ta ,  pr oc e s s in g  it ,  tr a in in g  th e   m ode l,   a nd  te s ti ng  it .   F our   c a te gor ie s   of   a lg or it hm s   w e r e   us e d  in   th is   in ve s ti ga ti o n:   pr ot e in   s im il a r it y   m e a s ur e d  us in g  P e a r s on  c or r e la ti on t e c hni que , f e a tu r e  e xt r a c ti on, f e a tu r e  s e le c ti on, a nd  c lu s te r in g s how n i n F ig ur e  1.   M L   is   th e   s tu dy  of   pr ogr a m m in g  c om put e r s   to   a ut om a ti c a ll y  le a r n  f r om   a nd  a da pt   to   ne w   s it ua ti ons   ba s e d  on   a va il a bl e   da ta .  B y  ut il iz in g  s ta ti s ti c a l  c or r e la ti ons   f r om   a ny  da ta s e t,   pr e di c ti ve   m ode ls   m a y  be   de ve lo pe d  th a t  c a n  be   tr a in e d  to   pr e di c t  a   va r ie ty   of   e ve nt s   [ 30] , [ 31] .  M L   is   a   te c hni que   f o r   opt im iz in g  s e ve r a l   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :  2252 - 8938   I nt  J  A r ti f  I nt e ll , V ol . 13, No.  4 ,  D e c e m be r   2024:  4344 - 4351   4348   m e ta bol ic   e ngi ne e r in g  c om pone nt s ,  in c lu di ng  ge ne   c ir c ui t  s tr a te gy,  f lu x  pr e di c ti on,   s tr a in   ge ne r a ti on,  ta r ge t   pr oduc t  yi e ld   e nha nc e m e nt ,  r out e   pr opos a l,   a nd  opt im iz a ti on.  T hi s   is   due   to   th e   e a s y  a va il a bi li ty   of   da ta   on  m ic r obi a l  m e ta bol is m   in   va r io us   c e ll u la r   a nd  phy s io lo gi c a l  s t a te s .  T houghtf ul   c on s id e r a ti on  of   th e   pa r ti c ul a r s   of   th e   da ta ,  th e   na tu r e   of   th e   pr obl e m ,  a nd  th e   s tu dy  obj e c t iv e s   goe s   in to   c hoo s in g  M L   a lg or it hm s   a nd  e va lu a ti on  c r it e r ia .  W he n  e va lu a ti ng  a nd  c ont r a s ti ng  th e   pe r f or m a nc e   of   va r io us   a lg or it hm s ,  c r os s - va li da ti on,  r e le va nt  m e tr ic s , a nd doma in  e xpe r ti s e   a r e  e s s e nt ia l  c om pone nt s .    M e th odol ogy   −   R e c ove r  a ll  pos s ib le  pr ot e in s  ( pr ot e in s  l is t)  f r om  m ul ti  om ic s  da ta s e t.     −   B ui ld   th e   c or r e la ti on  in te r a c ti on   m a tr ix   o f   th e   p r ot e in s   to   id e nt if y  pr ot e in   bi o m a r ke r s   w it h  th e   d ir e c t   a s s oc ia ti on t o c a nc e r ous  pa ti e nt s .   −   S e le c te d  be s t  pr ot e in   by  us in g  f e a tu r e   s e le c ti on  a lg or it hm   ( g e ne ti c   a lg or it hm ) ,  P C A ,   a nd  c lu s te r in g  a lg or it hm .   −   T he   m a in   obj e c ti ve   of   th e   pr oj e c t e d  m e th od   is   to   id e nt if y  th e  s u bs e t  of   pr ot e in s   w it h  th e   hi ghe s t   r e le va nc e   f or  pr e di c ti on of  B C .   −   C ol le c t  th e  ge ne s  c or r e s ponding t o t he  K  s e le c te d pr ot e in s  f r om  om ic s  da ta s e t.           F ig ur e  1. W or kf lo w  di a gr a m  f o r  B C  pr e di c ti on       6.   R E S U L T  A N D  D I S C U S S I O N   T he   two   ke y  p a r ts   of   th i s   s ugg e s te d   s tr a te gy   a r e   f e a tu r e   s e le c ti on  a nd  c lu s te r in g.  T h e   be s t  f e a tu r e s   in   th e   il ln e s s   pr e di c ti on  da ta s e t  a r e   f ound  in   th e   f ir s t  s te p  us in g  c lu s te r in g  a lg or it hm   a nd  us in g  a   M L   c la s s if ie r .  O ne   w a y  to   a s s e s s   th e   m ode l' s   pe r f or m a n c e   is   us in g  th e   c onf u s io n  m a tr ix   ( C M ) .  S om e   c om m on  m e a s ur e s   us e d   in   M L   s tu di e s   to   a s s e s s   th e   e f f e c ti ve ne s s   of   m ode ls   c ont a in in g  c onf us io n  m a tr ic e s   a r e :  r e c a ll   or   s e ns it iv it y,   s pe c if ic it y,  F 1 - s c or e ,  a r e a   unde r   th e   c ur ve   ( A U C )   c ur ve ,  a c c ur a c y,  pr e c is io n,  a nd   r e c e iv e r   ope r a ti ng  c ha r a c te r is ti c s  ( R O C )  c ur ve .   C lu s te r in g  us in g   m ul ti   om ic s   da ta s e t:   I t  is   im por ta nt   to   c on s id e r   s ta ti s ti c a l  s ig ni f ic a nc e   in   a ddi ti on  to   c or r e la ti on  m a gni tu de .  I f   th e   s a m pl e   s iz e   is   la r ge   e nough,  a   m ode s t   c onne c ti on   c oul d  n e ve r th e le s s   be   s ta ti s ti c a ll y  s ig ni f ic a nt .  T o  a s c e r ta in   w he th e r   a   c onne c ti on  de vi a te s   s ig ni f ic a nt ly   f r o m   z e r o,  s ta ti s ti c a l  te s ts   li ke   p - va lu e s   a r e   us ua ll y  e m pl oye d.  T a bl e   2  s how s   th e   hi gh e s t  c or r e la ti on  be twe e n  c opy   num be r   a nd  phos phopr ot e in   e xpr e s s io n   in   B C .  T hi s   c a n  pr ovi de   va lu a bl e   in s ig ht s   in to   th e   m ol e c ul a r   m e c ha ni s m s   unde r ly in g  th e   di s e a s e .  S uc h  c or r e la ti ons   c a n  he lp   to   unde r s ta nd  how   ge ne ti c   a lt e r a ti ons   ( C N A s )   m a y  in f lu e nc e   th e  a c ti va ti on or  i na c ti va ti on of  s pe c if ic  s ig na li ng pa th w a ys  r e pr e s e nt e d by phos phopr ot e in  e xpr e s s io n. T he s e   f in di ngs   c a n  pot e nt ia ll y  le a d  to   th e   id e nt if ic a ti on  of   bi om a r ke r s   a nd  th e r a pe ut ic   ta r ge ts   f or   m or e   pe r s ona li z e d   B C   tr e a tm e nt s .  T a bl e   3  c om pa r e s   th e   a c c ur a c y  of   th e   v a r io us   m ode ls /m e th ods ,  pr ovi di ng  a   vi s ua l   r e pr e s e nt a ti on of  t he ir  pe r f o r m a nc e . T he  a c c ur a c y pe r f or m a nc e   of  e a c h m e th od i s  s how n i n t he  gr a ph or  c ha r t   e it he r   s id e   by  s id e   or   s upe r im pos e d.  T hi s   c om pa r is on  s how s   t ha t  va r io us   m ode ls   us e d  in   th e   s tu dy  di f f e r   in   th e ir  pr e di c ti ve  a bi li ty .      Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f  I nt e ll     I S S N :  2252 - 8938       A  m ac hi ne  l e ar ni ng bas e d f r am e w o r k  f or  b r e as t  c an c e r  p r e di c ti on us in g bi om ar k e r s   ( A pur v a V as hi s t)   4349   T a bl e  2. C or r e la ti on ma tr ix     P hos phor - pr ot e i n ( P P )   R i bonuc l e i c  a c i d ( R S )   M ut a t i on ( M u)   C opy num be r  ( C N )   P hos phor - pr ot e i n ( P P )   1   - 0.004   0.013   0.014   R i bonuc l e i c  a c i d ( R S )   - 0.004   1   - 0.036   - 0.136   M ut a t i on ( M u)   0.013   - 0.036   1   - 0.076   C opy num be r  ( CN )   0.014   - 0.136   - 0.076   1       T a bl e  3. F e a tu r e  s e le c ti on a ppr oa c he s   A l gor i t hm  N a m e   D a t a s e t   A c c ur a c y   (%)   C l us t e r  ba s e d gr e y w ol f   opt i m i z a t i on a l gor i t hm   M ul t i   om i c s   ( B R C A )   91   G e ne t i c   a l gor i t hm   M ul t i   om i c s   ( B R C A )   93.5       A   P C A   a n a ly s is   of   in te gr a te d  c opy   num be r ,  pr ot e in   e xpr e s s io n,  a nd  s om a ti c   m ut a ti on  da ta   is   pr oba bl y   de pi c te d  in   F ig ur e   2( a ) ,  w hi c h  pr ovi de s   a   vi s ua l  de pi c ti on  of   t he   m ol e c ul a r   la nds c a p e   of   B C   s a m pl e s .  B a s e d  on  th e   c om bi ne d  m ol e c ul a r   c h a r a c te r is ti c s   of   c opy   num be r   va r ia ti ons   a nd  pr ot e in   e xpr e s s io n  le ve ls ,     F ig ur e s   2( b) - 2 ( d)   pr oba bl y   of f e r s   a   th o r ough  vi s ua li z a ti on  of   B C   s a m pl e s ,  us in g  th e   knowle dge   f r om   P C A   a nd  K - M e a ns  c lu s te r in g a na ly s i s . I n t he  c ont e xt  of  B C  r e s e a r c h, t hi s  m e th od he lp s  t o unc ove r  pa tt e r ns ,   s ubgr oups ,   a nd pos s ib le  t he r a pe ut ic  i m pl ic a ti on s .           ( a )     ( b)       ( c )   ( d)     F ig ur e  2. P C A  of  ( a )  c om bi ne d c opy number , pr ot e in , a nd s om a ti c  m ut a ti on, ( b)  c om bi ne d c opy number  a nd  pr ot e in  l e ve l  w it h k - m e a ns  c lu s te r in g, ( c )  c om bi ne d c opy numb e r  a nd r na - s e q da ta  w it h k - m e a ns  c lu s te r in g,  a nd ( d)  c om bi ne d c opy number  a nd r na - s e q da ta  w it h k - m e a ns   c lu s te r in g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :  2252 - 8938   I nt  J  A r ti f  I nt e ll , V ol . 13, No.  4 ,  D e c e m be r   2024:  4344 - 4351   4350   7.   C O N C L U S I O N   A N D  F U T U R E  WORK   T he   pr e s e nt e d  om ic s   da ta   m us t  b e   s ta nd a r di z e d  u s in g  a n  a ppr opr ia te   knowle dge   e ngi ne e r in g  te c hni que   to   pr oduc e   c om pl e te   tr a in in g  da ta s e ts   f or   M L .  H e n c e ,  c om bi n in g  knowle dge   e ngi ne e r in g  w it h  M L   of f e r s   a   s e tt in g t ha t  pr om ot e s  ongoing l e a r ni ng f or  de ve lo pi ng  im pr ove d e xpl a na ti ons  f or  B C  pr obl e m  pr e di c ti on.  T hi s   r e vi e w   e m pha s iz e s   th e   br oa d  r a nge   of   M L   a ppl ic a ti ons   in   s e ve r a l  bi ol ogi c a l  f ie ld s   th a t  ha ve   pr ove n  to   be   e xt r e m e ly   he lp f ul .  E ve n  th e   pos s ib il it y  of   a ut om a te d  pr oc e dur e s   in vol vi ng  r obot s   be in g  us e d  in   M L   ha s   be e n  th e or iz e d.  W he n  c om pa r e d  to   m a nua l  a n a ly s is ,   M L   ha s   s ho w n  to   be   e f f e c ti ve   a t   s ubs t a nt ia ll y  r e duc in g  pr oc e s s in g  ti m e   a nd  im pr ovi ng  th e   a c c ur a c y  of   e xpe c te d  r e s ul ts .  T he   be s t  c or r e la ti on,  a s   de t e r m in e d  by  P e a r s on   c or r e la ti on, be twe e n c opy number  a nd pr o te in  i s  0.014, a nd t he  a c c ur a c y a c hi e ve d by the  ge ne ti c  a lg or it hm  i s   93.5%   us in g  m ul ti - om ic s   da ta s e ts .  I n   th e   f ut ur e ,  va r io us   f e a tu r e   s e le c ti on  te c hni que s ,  s u c h  a s   va r ia nc e   th r e s hol d   a nd w ha le  opt i m iz a ti on a lg or it hm  c a n be  e m pl oye d t o f ur th e r  s tu dy t he  e f f e c t  on pr e di c ti ons .       R E F E R E N C E S   [ 1]   S . Y e r uka l a  a nd S . Y . H o, “ I de nt i f yi ng a  m i R N A  s i gn a t ur e  f or  pr e di c t i ng t he  s t a ge  of  br e a s t  c a nc e r ,”   Sc i e nt i f i c  R e por t s , vol . 8, no .   1, 2018, doi :  10.1038/ s 41598 - 018 - 34604 - 3.   [ 2]   C .  E .  D e S a nt i s ,   J .  M a ,  A .   G .  S a ue r ,   L .   A .  N e w m a n,  a nd   A .  J e m a l ,   “ B r e a s t   c a n c e r   s t a t i s t i c s ,  2017,   r a c i a l   di s pa r i t y  i n  m or t a l i t y  b y   s t a t e ,”   C A :  A  C anc e r  J ou r nal  f or  C l i ni c i an s , vol . 67, no. 6, pp. 439 – 448, 2017, doi :  10.3322/ c a a c .21412.   [ 3]   J .  T a ng,  W .  M a ,  Q .  Z e ng,  J .  T a n,  K .  C a o,  a nd  L .  L uo,  “ I de nt i f i c a t i on  of   m i R N A - ba s e d  s i gna t ur e   a s   a   nove l   pot e nt i a l   pr ognos t i c   bi om a r ke r  i n pa t i e nt s  w i t h br e a s t  c a nc e r ,”   D i s e as e  M ar k e r s , vol . 2019, 2019, d oi :  10.1155/ 2019/ 3815952.   [ 4]   J . K . S a ndhu, A . K a ur , a nd  C . K a us ha l ,  “ A na l ys i s  of  br e a s t  c a nc e r  i n  e a r l y s t a g e  by us i ng m a c hi ne  l e a r ni ng a l gor i t hm s :   a  r e vi e w , ”   P r oc e e di ngs  of  2022  I E E E  I nt e r nat i onal  C onf e r e nc e  on C u r r e nt  D e v e l opm e nt  i n E ngi ne e r i ng and T e c hnol ogy ,  C C E T  2022 , 2022,   doi :  10.1109/ C C E T 56606.2022.10080757.   [ 5]   E .  T a g hi z a de h , S .   H e yda r he yda r i ,   A .   S a be r i , S .  J . N e s he l i ,  a nd   S .  M .   R e z a e i j o,   “ B r e a s t   c a nc e r  p r e d i c t i o n  w i t h t r a ns c r i pt om e   p r o f i l i n g  us i n g  f e a t u r e  s e l e c t i on  a n d  m a c h i n e  l e a r ni ng  m e t h ods , ”   B M C   B i oi nf or m a t i c s ,  vo l .  23 , n o.  1,  2 022 ,  do i :   10 .11 86 / s 12 85 9 - 02 2 - 04 965 - 8.   [ 6]   A .  Y ur ye v,  “ G e ne   e xpr e s s i on  pr of i l i ng  f or   t a r ge t e d  c a nc e r   t r e a t m e nt ,”   E x pe r t   O pi ni on  on  D r ug  D i s c ov e r y ,  vol .  10,  no.  1,  pp.  91 – 99, 2015, doi :  10.1517/ 17460441.2015.971007.   [ 7]   J .  L i ,  R .   L i a ng,   C .   S ong,  Y .  X i a ng,  a nd   Y .  L i u,  “ P r ognos t i c   va l ue   of   K i - 67/ M I B - 1  e xpr e s s i on  i n  m e ni ngi om a   pa t i e nt s :   A   m e t a - a na l ys i s ,”   C r i t i c al   R e v i e w s   i n  E uk ar y ot i c   G e ne   E x pr e s s i on ,  vol .  29,  no.  2,   pp.  141 – 150,   2019,  do i :   10.1615/ C r i t R e vE uka r yot G e ne E xpr .2019025430.   [ 8]   A .  D .  M .  G ut i e r r e z   e t   al . ,  “ I de nt i f i c a t i on  of   m i r na   m a s t e r   r e gul a t or s   i n   br e a s t   c a nc e r ,”   C e l l s ,  vol .  9,  no.  7,  pp.  1 – 20,  2020,  doi :   10.3390/ c e l l s 9071610.   [ 9]   J .  A yool a   a nd  T .  O gunf unm i ,  “ A   c om pa r a t i ve   a na l ys i s   of   r e gr e s s i on  a l gor i t hm s   w i t h  ge ne t i c   a l gor i t hm   i n  t he   pr e di c t i on  of   br e a s t   c a nc e r   t um or s ,”   2022   I E E E   G l obal   H um ani t ar i an  T e c hnol ogy   C onf e r e nc e ,  G H T C   2022 ,  pp.   143 – 149,  2022,  doi :   10.1109/ G H T C 55712.2022.9911033.   [ 10]   K .  N oui r a ,  Z .  M a a l e j ,  F .  B .   R e j a b, L .  O ue r f e l l y,  a nd  A .  F e r c hi c hi , “ A na l ys i s   of   br e a s t   c a nc e r   da t a :   A   c om pa r a t i ve  s t udy  on  di f f e r e nt   f e a t ur e  s e l e c t i on t e c hni que s ,”   P r oc e e di ng s  of  2020  I nt e r nat i onal  M ul t i - C onf e r e nc e  on:  O r gani z at i on of   K now l e dge  and A dv anc e d   T e c hnol ogi e s , O C T A  2020 , 2020, doi :  10.1109/ O C T A 49274.2020.9151824.   [ 11]   V .  C .  A l c udi a   a nd  M .  A .  V .  R odr í gue z ,  “ A r t i f i c i a l   be e   c ol ony  a l go r i t hm   ba s e d on  dom i na nc e   ( A B C D )   f or   a   hybr i d   ge ne   s e l e c t i on   m e t hod,”   K now l e dge - B as e d Sy s t e m s , vol . 205, 2020, doi :  10.1016/ j .knos y s .202 0.106323.   [ 12]   I .  Z e nbout ,  A .  B our a m oul ,  S .  M e s houl ,   a nd  M .   A m r a ne ,  “ E f f i c i e nt   bi oi ns pi r e d  f e a t ur e   s e l e c t i on  a nd  m a c hi ne   l e a r ni ng  ba s e d   f r a m e w or k us i ng om i c s  da t a  a nd  bi ol ogi c a l  know l e dge  da t a  ba s e s  i n c a nc e r  c l i n i c a l  e ndpoi nt  pr e di c t i on,”   I E E E   A c c e s s , vol . 11, pp.  2674 – 2699, 2023, doi :  10.1109/ A C C E S S .2023.3234294.   [ 13]   Z .  I s i k  a nd  M .  E .   E r c a n,  “ I n t e gr a t i on  of   R N A - S e q  a nd  R P P A   da t a   f o r   s ur vi va l   t i m e   pr e di c t i on  i n   c a nc e r   pa t i e nt s ,”   C om put e r s   i n   B i ol ogy  and M e di c i ne , vol . 89, pp. 397 – 404, 2017, doi :  10.1016/ j .c om pbi om e d. 2017.08.028.   [ 14]   M . K i m  a nd  I . T a gkopoul os ,  “ D a t a  i nt e gr a t i on a nd pr e di c t i ve  m ode l i ng m e t hod s  f or  m ul t i - om i c s  da t a s e t s ,”   M ol e c ul ar   O m i c s ,  vol .   14, no. 1, pp. 8 – 25, 2018, doi :  10.1039/ c 7m o00051k.   [ 15]   Q . X i a o  e t  al . , “ H i gh - t hr oughput  pr ot e om i c s   a nd A I  f or  c a nc e r  bi om a r ke r  di s c o ve r y,”   A dv anc e d D r ug D e l i v e r y  R e v i e w s ,  vol . 176 ,   2021, doi :  10.1016/ j .a ddr .2021.113844.   [ 16]   N .  B i s w a s   a nd  S .  C ha kr a ba r t i ,  “ A r t i f i c i a l   I nt e l l i ge nc e   ( A I ) - ba s e d  s ys t e m s   bi ol ogy  a ppr oa c he s   i n  m ul t i - om i c s   da t a   a na l ys i s   of   c a nc e r ,”   F r ont i e r s  i n O nc ol ogy , vol . 10, 2020, doi :  10.3389/ f onc .2020.588221.   [ 17]   M .  A gr a w a l   a nd  V .  J a i n,  “ A   m a c hi ne   l e a r ni ng   ba s e d  a ppr oa c h  f or   br e a s t   c a nc e r   pr e di c t i on,”   I nt e r nat i onal   C onf e r e nc e   on   A ut om at i on, C om put i ng and R e ne w abl e  Sy s t e m s , I C A C R S 2022 , pp. 623 – 626,  2022, doi :  10.1109/ I C A C R S 55517.2022.10029256.   [ 18]   J a m a l ,  J .  H .  A nt or ,  R .  K um a r ,  a nd   P .  R a ni ,  “ B r e a s t   c a nc e r   pr e di c t i on  us i ng  m a c hi ne   l e a r ni ng  c l a s s i f i e r s ,”   5t h   I E E E   I nt e r nat i onal   C onf e r e nc e  on A dv anc e s  i n Sc i e nc e  and T e c hnol ogy , I C A ST  2022 , pp. 456 – 459, 2022, doi :  10.1109/ I C A S T 55766.2022.10039656.   [ 19]   V . N . G opa l , F . A .  - T ur j m a n, R . K um a r , L . A na nd, a nd M . R a j e s h, “ F e a t ur e   s e l e c t i on a nd c l a s s i f i c a t i on i n br e a s t  c a nc e r  pr e di c t i on   us i ng  I oT   a nd  m a c hi ne   l e a r ni ng,”   M e as ur e m e nt :   J our nal   of   t he   I nt e r nat i onal   M e as ur e m e nt   C onf e de r at i on ,  vol .  178,  2021,  doi :   10.1016/ j .m e a s ur e m e nt .2021.109442.   [ 20]   S .  T onm oy,  H .  K .  H i ya ,  M .  Z .  H a s a n,  K .  M .  Z .  H a s a n,  a nd  N .   Z a ha n,  “ B r e a s t   c a nc e r   pr e di c t i on  w i t h  ga us s i a n  pr oc e s s   us i n g   a nt hr opom e t r i c   pa r a m e t e r s ,”   2021  12t h  I nt e r nat i onal   C onf e r e nc e   on  C om put i ng  C om m uni c at i on  and  N e t w or k i ng  T e c hnol ogi e s ,   I C C C N T  2021 , 2021, doi :  10.1109/ I C C C N T 51525.2021.9579704.   [ 21]   Y .  J .  T s e ng  e t   al . ,  “ P r e di c t i ng  br e a s t   c a nc e r   m e t a s t a s i s   by  u s i ng  s e r um   bi om a r ke r s   a nd  c l i ni c opa t hol ogi c a l   d a t a   w i t h  m a c hi n e   l e a r ni ng  t e c hnol ogi e s ,”   I nt e r nat i onal   J our nal   of   M e di c al   I nf or m at i c s ,  vol .  128,  pp.  79 – 86,   2019,  doi :   10.1016/ j .i j m e di nf .2019.05.003.   [ 22]   W .  S he ng  e t   al . ,  “ I nva s i ve   duc t a l   br e a s t   c a nc e r   m ol e c ul a r   s ubt ype   pr e di c t i on   by  M R I   r a di om i c   a nd  c l i ni c a l   f e a t ur e s   ba s e d  o n   m a c hi ne  l e a r ni ng,”   F r ont i e r s  i n O n c ol ogy , vol . 12, 2022, doi :  10.3389/ f onc .2022.964605.   [ 23]   K .  A t hi r a   a nd  G .  G opa kum a r ,   “ B r e a s t   c a nc e r   s t a ge   pr e di c t i on:   a   c om put a t i ona l   a ppr oa c h  gui de d  by  t r a ns c r i pt om e   a na l ys i s ,”   M ol e c ul ar  G e ne t i c s  and G e nom i c s , vol . 297, no. 6, pp. 1467 – 1479, 2022, doi :   10.1007/ s 00438 - 022 - 01932 - z.   [ 24]   J . M i t c he l , K . C h a t l i n, L . T ong, a nd  M .  D . W a ng,  “ A  t r a n s l a t i ona l  pi pe l i ne  f or   ove r a l l  s ur vi va l  pr e di c t i on of  br e a s t  c a nc e r  p a t i e nt s   by  de c i s i on - l e ve l   i nt e gr a t i on  of   m ul t i - om i c s   da t a ,”   2019   I E E E   I nt e r nat i onal   C onf e r e nc e   on   B i oi nf or m at i c s   and  B i om e di c i ne ,  B I B M   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f  I nt e ll     I S S N :  2252 - 8938       A  m ac hi ne  l e ar ni ng bas e d f r am e w o r k  f or  b r e as t  c an c e r  p r e di c ti on us in g bi om ar k e r s   ( A pur v a V as hi s t)   4351   2019 , pp. 1573 – 1580, 2019, doi :  10.1109/ B I B M 47256.2019.8983243.   [ 25]   M .  K a ne hi s a ,  Y .  S a t o,  M .  K a w a s hi m a ,  M .  F ur um i c hi ,  a nd  M .  T a na b e ,  “ K E G G   a s   a   r e f e r e nc e   r e s our c e   f or   ge ne   a nd  pr ot e i n   a nnot a t i on,”   N uc l e i c  A c i ds  R e s e ar c h , vol . 44, no. D 1, pp. D 457 – D 462, 2016, d oi :  10.1093/ na r / gkv1070.   [ 26]   N .  A .  A buj a ba l   a nd  A .  B .  N a s s i f ,  “ M e t a - he ur i s t i c   a l gor i t hm s - ba s e d  f e a t ur e   s e l e c t i on  f or   br e a s t   c a nc e r   di a gnos i s :   A   s ys t e m a t i c   r e vi e w ,”   I nt e r nat i onal   C onf e r e nc e   on  E l e c t r i c al ,   C om put e r ,  C o m m uni c at i ons   and  M e c hat r oni c s   E ngi ne e r i ng,   I C E C C M E   2022 ,  2022, doi :  10.1109/ I C E C C M E 55909.2022.9988285.   [ 27]   D .  M .  C a m a c ho,  K .  M .  C ol l i ns ,  R .  K .  P ow e r s ,  J .  C .  C os t e l l o,  a nd  J .  J .   C ol l i ns ,  “ N e xt - ge ne r a t i on  m a c hi ne   l e a r ni ng  f o r   bi ol og i c a l   ne t w or ks ,”   C e l l , vol . 173, no. 7, pp. 1581 – 1592, J un. 2018, doi :  10.1016/ j .c e l l .2018.05.015.   [ 28]   M . H os s e i nz a d e h, A . G or j i , A .  F .   J ouz da ni , S .  M . R e z a e i j o, A . R a hm i m , a nd M .  R . S a l m a npour ,  “ P r e di c t i on o f  c ogni t i ve  de c l i ne  i n  pa r ki ns on’ s  di s e a s e  us i ng c l i ni c a l   a nd D A T  S P E C T  i m a gi ng f e a t ur e s , a nd hybr i d m a c hi ne  l e a r ni ng s ys t e m s ,”   D i agnos t i c s , vol . 13,   no. 10, 2023, doi :  10.3390/ di a gnos t i c s 13101691.   [ 29]   S .  H e yda r he yda r i ,  M .  J .  T .   B i r ga ni ,   a nd  S .  M .  R e z a e i j o,  “ A ut o - s e gm e nt a t i on  of   he a d  a nd  ne c k  t um o r s   i n  pos i t r on  e m i s s i on  t om ogr a phy i m a ge s  us i ng non - l oc a l  m e a ns  a nd m or phol ogi c a l   f r a m e w or ks ,”   P o l i s h J our nal  of  R adi ol ogy , vol .  88,  no. 1,  pp. e 364 – e 369, 2023, doi :  10.5114/ pj r .2023.130815.   [ 30]   S .  M .  R e z a e i j o,  N .  C he ge ni ,  F .  B .   N a e i ni ,  D .  M a kr i s ,  a nd  S .  B a k a s ,  “ W i t hi n - m oda l i t y  s ynt he s i s   a nd  nove l   r a di om i c   e va l ua t i on  of   br a i n M R I  s c a n s ,”   C anc e r s , vol . 15, no. 14, 2023, doi :  10.3390/ c a n c e r s 151435 65.   [ 31]   H . K ha nf a r i   e t  al . ,  “ E xpl or i ng  t he  e f f i c a c y o f  m ul t i - f l a vor e d  f e a t ur e  e xt r a c t i on  w i t h r a di om i c s  a nd de e p f e a t ur e s  f or  pr os t a t e  c a nc e r   gr a di ng on m pM R I ,”   B M C  M e di c al  I m agi ng , vol . 23, no. 1, 2023, doi :  10.1186 / s 12880 - 023 - 01140 - 0.       B I O G R A P H I E S  O F  A U T H O R       Apurva  Vashist           is  a  p ostgraduate  student  in   Department  of  Comput er  Science  an d   Engineering, Sharda University. She has research interests in  the appli cation of ML in medical   domain. She can be contacted a t email: apurva .vashist@ gmail.com .         Anil Kumar S agar          is curren tly  working a s Professor  in Depar tmen t of Compute r   Scienc e  and  Engine ering  in   School  of   Engine ering  and  Techn ology,   S harda   Univer sity,  India.   He   obtained  his  doctorate  from   JNU,  New  Delhi  in   Ad - hoc  Networks.   He  obtained  his  B.E .  in   Computer  Science   &  Enginee ring  from  G .   B .   Pant  Engineering  Coll ege  Pauri  Garhwal,  and  M.Tech .   from JSS ATE Noida. He  can be contacted at  email:  aksagar22@ gmail.co m .         Anjali  Goyal          is  an  Assistant  Professor  in  the  Department  of  Comput er  Science  and   Engineering  at  School  of   Engineering  and   Technology,  Sharda   Univer sity,  Greater  Noida.  She   possesses 7 years of teaching a nd  research expe rience. Her  research int erests are in the are as o f  mining  software  repositories,  text   analytics,  and   machine  learning .   S he  has  published  several   research  papers  in  various  internatio nal  conferences  and  journals  of  repute.  She  can  be  contacted  at email :  anjali1@ sharda.ac.i n .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.