Derin Öğrenme Modeli Advers Drug-Drug Etkileşimlerini Tahmin Ediyor

Güney Kore’deki Gwangju Bilim ve Teknoloji Enstitüsü’nden (GIST) bir araştırma ekibi, ilaçların gen ifade etkilerine dayalı olarak ilaç-ilacı etkileşimlerini (DDI’ler) tahmin eden bir derin öğrenme modeli geliştirdi. Birden fazla ilaç aynı anda alındığında, beklenmedik etkileşimlere yol açarak ciddi sağlık sorunlarına neden olabilen DDI’ler ortaya çıkabilir.

Araştırma Journal of Cheminformatics dergisinde yayımlandı.

DDI’lerin Erken Tespiti

Çoklu hastalıkların tedavisi için genellikle birden fazla ilaç reçete edilir veya polifarmasi uygulanır. Bununla birlikte, birden fazla ilacın alınması, various beklenmedik ve istenmeyen etkileşimlere yol açabilir ve ciddi yan etkiler veya azaltılmış klinik etkinliğe neden olabilir. Hastaların böyle advers etkilerle karşılaşmasını önlemek için bu DDI’lerin erken tespit edilmesi gerekir.

Mevcut yaklaşımlar, önceden bilinen ilaç etkileşimlerinin kayıtlarını inceleyen hesaplamalı modeller ve sinir ağ tabanlı algoritmaları içerir. Ancak bu sistemler, benzer ilaçların benzer etkileşimlere sahip olduğunu varsayar ve benzer advers etkileri olan ilaç kombinasyonlarını tanımlar.

Ekibe liderlik eden GIST’ten yardımcı doçent Hojung Nam ve doktora adayı Eunyoung Kim, bu sınırlamaların bazılarını aşmak için yeni bir model geliştirmeye çalıştılar. Bir derin öğrenme modeli geliştirdiler ve ilaçların gen ifade etkilerine dayalı olarak DDI’leri tahmin ettiler.

DeSIDE-DDI Modeli

DeSIDE-DDI adlı model iki kısımdan oluşur:

• İlk Kısım: İlaçların gen ifade etkilerini tahmin eden bir özellik oluşturma modeli. Bunu, ilacın yapısını ve özelliklerini dikkate alarak yapar.
  
• İkinci Kısım: İlaç kombinasyonlarının neden olduğu çeşitli yan etkileri tahmin eden bir DDI tahmini modeli.

“Modelimiz, ilaçların genler üzerindeki etkilerini gen ifade verilerini kullanarak açıklar ve neden belirli bir ilaç çifti DDI’lere neden olur?” Prof. Nam diyor. “Mevcut ilaçlar için olduğu gibi yeni bileşiklerin DDI’lerini de tahmin edebilir. Bu şekilde, polifarmasi tehditleri yeni ilaçlar halka sunulmadan önce çözülebilir.”

Tüm bileşiklerin ilaçla tedavi edilen gen ifade imzaları yoktur, bu nedenle yeni model, beklenen ilaçla tedavi edilen gen ifade imzalarını oluşturmak için önceden eğitilmiş bir bileşik oluşturma modeline dayanır.

“Bu model, potansiyel olarak tehlikeli ilaç çiftlerini ayırt edebilir ve bir ilaç güvenlik izleme sistemi olarak görev yapar. Araştırmacıların, ilaç geliştirme aşamasında ilacın doğru kullanımını tanımlamalarına yardımcı olabilir,” Prof. Nam devam ediyor.

Yeni model, yeni ilaçların güvenliğini iyileştirmede büyük bir adım ve DDI’ler ve advers etkileri hakkında gerekli içgörüyü sağlayacaktır.