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Digital pharmacological twins: Bridging multi-scale modelling and artificial intelligence for precision medicine: The DIGPHAT consortium - 11/10/25

Doi : 10.1016/j.therap.2025.09.006 
Jean-Baptiste Woillard a, b, , Sébastien Benzekry c, Julie Josse d, Mélanie White-Koning e, Etienne Chatelut e, Emmanuelle Comets f, g, Florian Lemaitre f, g, Bénédicte Franck f, g, Matthieu Gregoire h, i, Françoise Stanke-Labesque j, Sarah Zohar k, Moreno Ursino k, Christophe Battail l

on behalf of the DIGPHAT consortium

a Pharmacology and Transplantation, Inserm U1248, University of Limoges, 87000 Limoges, France 
b Department of Pharmacology, Toxicology and Pharmacovigilance, Dupuytren University Hospital (CHU Dupuytren), 87000 Limoges, France 
c COMPutational Pharmacology and Clinical Oncology Department, Inria Sophia Antipolis - Méditerranée, Cancer Research Center of Marseille, Inserm UMR1068, CNRS UMR7258, Aix Marseille University UM105, 13000 Marseille, France 
d Premedical team Inria- Inserm (Idesp), University of Montpellier, 34000 Montpellier, France 
e Univ Toulouse, Inserm, CRCT, 31000 Toulouse, France 
f Department of Clinical and Biological Pharmacology and Pharmacovigilance, Clinical Investigation Center CIC-P 1414, 35000 Rennes, France 
g University of Rennes, Centre Hospitalier Universitaire Rennes, École des Hautes Études en Santé Publique, IRSET (Institut de Recherche en Santé, Environnement et Travail), UMR S 1085, 35000 Rennes, France 
h Service de Pharmacologie Clinique, Nantes Université, CHU de Nantes, 44000 Nantes, France 
i Nantes Université, CHU de Nantes, Cibles et médicaments des infections et de l’immunité, IICiMed, UR 1155, 44000 Nantes, France 
j University Grenoble Alpes, Inserm 1300- HP2, CHU de Grenoble Alpes, 38000 Grenoble, France 
k Inserm, UMRS 1346, Université Paris Cité, Inria, HeKA, 75000 Paris, France 
l University Grenoble Alpes, IRIG, Laboratoire Biosciences et Bioingénierie pour la Santé, UA 13 Inserm-CEA-UGA, 38000 Grenoble, France 

Corresponding author. University Limoges, Inserm U1248 P&T, 2, rue du Pr Descottes, 87000 Limoges, France.University Limoges, Inserm U1248 P&T2, rue du Pr DescottesLimoges87000France
Sous presse. Épreuves corrigées par l'auteur. Disponible en ligne depuis le Saturday 11 October 2025

Summary

The advent of digital twins in pharmacology presents transformative potential for precision medicine, enabling personalized treatment optimization through dynamic computational simulations of drug interactions at molecular, cellular, and patient levels. These advanced virtual replicas of a patient's biological system are designed to predict individual therapeutic responses with high fidelity, thereby moving beyond the one-size-fits-all paradigm. This paper explores the concept of digital pharmacological twins, detailing how they can integrate heterogeneous data, including multi-omic, pharmacokinetic, pharmacodynamic, clinical, and environmental information, and employing a synergy of advanced mechanistic and machine learning models. Using illustrative examples from ongoing international initiatives, this work highlights the methodological frameworks necessary for developing and validating such comprehensive predictive tools. We underscore the critical importance of model interoperability, robust data integration strategies, and rigorous validation to ensure clinical utility. Ultimately, digital pharmacological twins promise to enhance therapeutic efficacy, minimize adverse drug reactions, and accelerate the translation of pharmacological science into tangible patient benefits.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Digital Twins, Pharmacometrics, Artificial intelligence, Multiscale modeling, Machine learning


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