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Identifying Substructures That Facilitate Compounds to Penetrate the Blood-Brain Barrier via Passive Transport Using Machine Learning Explainer Models.
Rosa, Lucca Caiaffa Santos; Argolo, Caio Oliveira; Nascimento, Cayque Monteiro Castro; Pimentel, Andre Silva.
Afiliação
  • Rosa LCS; Departamento de Química, Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ 22453-900, Brazil.
  • Argolo CO; Departamento de Química, Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ 22453-900, Brazil.
  • Nascimento CMC; Departamento de Química, Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ 22453-900, Brazil.
  • Pimentel AS; Departamento de Química, Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ 22453-900, Brazil.
ACS Chem Neurosci ; 15(11): 2144-2159, 2024 06 05.
Article em En | MEDLINE | ID: mdl-38723285
ABSTRACT
The local interpretable model-agnostic explanation (LIME) method was used to interpret two machine learning models of compounds penetrating the blood-brain barrier. The classification models, Random Forest, ExtraTrees, and Deep Residual Network, were trained and validated using the blood-brain barrier penetration dataset, which shows the penetrability of compounds in the blood-brain barrier. LIME was able to create explanations for such penetrability, highlighting the most important substructures of molecules that affect drug penetration in the barrier. The simple and intuitive outputs prove the applicability of this explainable model to interpreting the permeability of compounds across the blood-brain barrier in terms of molecular features. LIME explanations were filtered with a weight equal to or greater than 0.1 to obtain only the most relevant explanations. The results showed several structures that are important for blood-brain barrier penetration. In general, it was found that some compounds with nitrogenous substructures are more likely to permeate the blood-brain barrier. The application of these structural explanations may help the pharmaceutical industry and potential drug synthesis research groups to synthesize active molecules more rationally.
Assuntos
Palavras-chave

Texto completo: 1 Coleções: 01-internacional Base de dados: MEDLINE Assunto principal: Barreira Hematoencefálica / Aprendizado de Máquina Limite: Humans Idioma: En Revista: ACS Chem Neurosci Ano de publicação: 2024 Tipo de documento: Article País de afiliação: Brasil País de publicação: Estados Unidos

Texto completo: 1 Coleções: 01-internacional Base de dados: MEDLINE Assunto principal: Barreira Hematoencefálica / Aprendizado de Máquina Limite: Humans Idioma: En Revista: ACS Chem Neurosci Ano de publicação: 2024 Tipo de documento: Article País de afiliação: Brasil País de publicação: Estados Unidos