Proposta de técnica interação droga-alvo baseada em aprendizagem profunda
Interação Fármaco-Receptor; Predição de DTI; Aprendizagem profunda; Rede Neural Convolucional
A descoberta de fármacos, drug Discovery (DD), é um processo demorado e caro. Portanto, a indústria emprega estratégias como reposicionamento de fármacos, que permite aplicar medicamentos já aprovados para tratar uma doença diferente, como ocorreu nos primeiros meses de 2020, durante a pandemia do COVID-19. A predição da interação fármaco-receptor, drug-target interaction (DTI), é uma parte essencial do processo de DD porque pode acelerá-lo e reduzir seu custo. A predição de DTI realizada in silico tem utilizado métodos baseados em molecular docking simulation, similaridade, redes e grafos. Este trabalho apresenta o MPS2IT-DTI, um modelo de predição de DTI obtido de uma pesquisa realizada por: definição de um novo método para codificar sequências de moléculas e proteínas em imagens; e definição de uma deep learning baseada em uma rede neural convolucional para criar um novo método de predição de DTI. Resultados de treinamento conduzidos com os datasets Davis e KIBA demonstraram que o MPS2IT-DTI é comparável aos métodos do estado-da-arte em termos de performance e complexidade do modelo da rede neural. Com o dataset Davis foi obtido um índice de concordância (CI, do inglês concordance index) de 0,876 e um MSE de 0,276; e com o dataset KIBA foram obtidos 0,836 e 0,226, respectivamente. Além disso, o MPS2IT-DTI representa sequências de moléculas e proteínas na forma de imagens, ao invés de tratá-las como é feito em uma tarefa de processamento de linguagem natural (NLP, do ingles natural language processing) e, portanto, não adota uma camada de embedding, que está presente em outros modelos.