Östrogeeniretseptori agonistide, antagonistide ja nende seondumise tuvastamine interpreteeritava masinõppe kaudu - tööriist kemikaalidest tulenevate riskide identifitseerimiseks
Uko Maran
Ebanormaalne hormonaalne aktiivsus või kokkupuude endokriinsüsteemi häirivate kemikaalidega (EDC) võib põhjustada endokriinsüsteemi talitluse häireid. Paljude interaktsioonide hulgas, mida EDC-d võivad mõjutada, on östrogeeni signaaliülekande katkemine, mis võib põhjustada kahjulikke tervisemõjusid, nagu vähk, osteoporoos, neurodegeneratiivsed haigused, südame-veresoonkonna haigused, insuliiniresistentsus ja rasvumine. Teadmine, milline kemikaal võib toimida EDC-na, on oluline eelis ja praktiline vajadus. Nn uudse lähenemise metodoloogia (NAM) arvutusmudelid pakuvad kiiret ja kulutõhusat lahendust kemikaalide esialgseks ohuhinnanguks ilma loomkatseteta. Seetõttu kasutati östrogeeniretseptori (ER) aktiivsuse ja keemilise struktuuri vaheliste sõltuvuste uurimiseks masinõppe lähenemisviisi, et teha kindlaks kemikaalid, mis võivad ER-ga seonduda. Sel eesmärgil kasutati ER-i seondujate, agonistide ja antagonistide juhumetsa klassifikatsiooni mudelite väljatöötamiseks ToxCast/Tox21 projektide konsolideeritud in vitro analüüsiandmeid. Üldine klassifikatsiooni ennustustäpsus ulatub kuni 82% -ni sõltuvalt sellest, kas mudel ennustas agoniste, antagoniste või aktiivse saidiga seonduvaid ühendeid. Arvestades endokriinsete häirete andmete tasakaalustamatust, on tuletatud mudelid head kandidaadid kemikaalide prioriteedi tühistamiseks ja loomkatsete vähendamiseks. Mudelite teoreetiliste molekulaarsete deskriptorite tõlgendamine oli kooskõlas ligandi sidumistasku teadaolevate molekulaarsete interaktsioonidega. Hinnangulised klassi tõenäosused võimaldasid analüüsida väljatöötatud mudelite rakenduspiirkonda ja hinnata ennustuste usaldusväärsust, millele järgnesid ennustustulemuste tõlgendamise juhised. Mudelid on avalikult juurdepääsetavad ja kasutatavad andmehoidlas QsarDB.org vastavalt FAIR (leitavad, kättesaadavad, ühilduvad, taaskasutatavad) põhimõtetele.
Artikkel: https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2023.140671
FAIR andmed ja modelid: http://dx.doi.org/10.15152/QDB.259
