Модель глибокого навчання передбачає небажані взаємодії ліків

Команда дослідників з Інституту науки і технологій Гванджу (GIST) у Південній Кореї розробила модель глибокого навчання, яка передбачає взаємодії ліків (DDI) на основі їхнього впливу на експресію генів. DDI можуть бути серйозною проблемою, коли одночасно приймаються кілька ліків, що призводить до небажаних взаємодій та негативних наслідків для здоров’я.

Дослідження було опубліковано в Journal of Cheminformatics.

Раннє виявлення DDI

Багато складних захворювань вимагають призначення декількох ліків, або поліпрагмазії. Зазначено, що прийом кількох ліків може привести до всіх видів непередбачуваних і нежаданих взаємодій, які можуть призвести до серйозних побічних ефектів або зниження клінічної ефективності. Для того, щоб запобігти тим, що пацієнти зустрічаються з такими небажаними ефектами, ці DDI повинні бути виявлені на ранній стадії.

Поточні підходи включають комп’ютерні моделі та алгоритми, засновані на нейронних мережах, які вивчають попередні записи відомих взаємодій ліків перед ідентифікацією структур і побічних ефектів, з якими вони пов’язані. Однак ці системи припускають, що подібні ліки мають подібні взаємодії, та ідентифікують комбінації ліків з подібними небажаними ефектами.

Команда поставила за мету розробити нову модель, щоб обійти деякі з цих обмежень. Команду очолювали асоційований професор Ходжун Нам та кандидат наук Юнйон Кім з GIST. Вони розробили модель глибокого навчання для передбачення DDI на основі підписів експресії генів, індукованих ліками.

Модель DeSIDE-DDI

Модель, названа DeSIDE-DDI, складається з двох частин:

• Перша частина: Модель генерації ознак, яка передбачає вплив ліків на експресію генів. Вона робить це, розглядаючи як структуру, так і властивості ліків.
• Друга частина: Модель передбачення DDI, яка передбачає різні побічні ефекти, що виникають унаслідок комбінацій ліків.

«Наша модель розглядає вплив ліків на гени, використовуючи дані про експресію генів, що дає пояснення, чому певна пара ліків викликає DDI», – говорить професор Нам. «Вона може передбачити DDI для ліків, які зараз затверджені, а також для нових сполук. Таким чином, загрози поліпрагмазії можна вирішити до того, як нові ліки стануть доступними громадськості».

Не всі сполуки мають підписи експресії генів, оброблені ліками, тому нова модель спирається на попередньо натреновану модель генерації сполук для генерації очікуваних експресій генів, оброблених ліками.

«Ця модель може розрізняти потенційно небезпечні пари ліків, діючи як система моніторингу безпеки ліків. Вона може допомогти дослідникам визначити правильне використання ліків на етапі розробки ліків», – продовжує професор Нам.

Нова модель є великим кроком вперед у поліпшенні безпеки нових ліків, і вона надасть необхідний огляд DDI та їхніх негативних ефектів.