論文の概要: Network Medicine Framework for Identifying Drug Repurposing
Opportunities for COVID-19
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2004.07229v2
- Date: Sun, 9 Aug 2020 15:52:14 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-12-13 03:15:44.142279
- Title: Network Medicine Framework for Identifying Drug Repurposing
Opportunities for COVID-19
- Title(参考訳): 新型コロナウイルス薬品購入機会の特定のためのネットワークメディカルフレームワーク
- Authors: Deisy Morselli Gysi and \'Italo Do Valle and Marinka Zitnik and Asher
Ameli and Xiao Gan and Onur Varol and Susan Dina Ghiassian and JJ Patten and
Robert Davey and Joseph Loscalzo and Albert-L\'aszl\'o Barab\'asi
- Abstract要約: 現在のパンデミックは、SARS-CoV-2感染の潜在的な効果のために、迅速かつ確実に臨床承認された化合物を優先順位付けできる方法の必要性を強調している。
ここでは,人工知能,ネットワーク拡散,ネットワーク近接に頼ったアルゴリズムをデプロイし,SARS-CoV-2に対する効果を期待して,それぞれ6,340の薬物をランク付けする。
ほとんどのアルゴリズムは、これらの基底真理データに対して予測力を提供するが、すべてのデータセットやメトリクスに対して一貫した信頼性のある結果を提供する方法は存在しない。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 6.7410870290301
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: The current pandemic has highlighted the need for methodologies that can
quickly and reliably prioritize clinically approved compounds for their
potential effectiveness for SARS-CoV-2 infections. In the past decade, network
medicine has developed and validated multiple predictive algorithms for drug
repurposing, exploiting the sub-cellular network-based relationship between a
drug's targets and disease genes. Here, we deployed algorithms relying on
artificial intelligence, network diffusion, and network proximity, tasking each
of them to rank 6,340 drugs for their expected efficacy against SARS-CoV-2. To
test the predictions, we used as ground truth 918 drugs that had been
experimentally screened in VeroE6 cells, and the list of drugs under clinical
trial, that capture the medical community's assessment of drugs with potential
COVID-19 efficacy. We find that while most algorithms offer predictive power
for these ground truth data, no single method offers consistently reliable
outcomes across all datasets and metrics. This prompted us to develop a
multimodal approach that fuses the predictions of all algorithms, showing that
a consensus among the different predictive methods consistently exceeds the
performance of the best individual pipelines. We find that 76 of the 77 drugs
that successfully reduced viral infection do not bind the proteins targeted by
SARS-CoV-2, indicating that these drugs rely on network-based actions that
cannot be identified using docking-based strategies. These advances offer a
methodological pathway to identify repurposable drugs for future pathogens and
neglected diseases underserved by the costs and extended timeline of de novo
drug development.
- Abstract(参考訳): 現在のパンデミックは、SARS-CoV-2感染の潜在的な効果のために、迅速かつ確実に臨床承認された化合物を優先順位付けできる方法の必要性を強調している。
過去10年間で、ネットワークメディカルは、薬物の標的と疾患遺伝子の間の細胞内ネットワークに基づく関係を利用して、薬物の再利用のための複数の予測アルゴリズムを開発し、検証してきた。
そこで我々は,人工知能,ネットワーク拡散,ネットワーク近接に基づくアルゴリズムをデプロイし,それぞれがSARS-CoV-2に対する効果を期待して6,340の薬物をランク付けするよう命じた。
予測を検証するために,veroe6細胞で実験的にスクリーニングされた基底的真理918薬と,臨床試験中の薬物の一覧を用いて,covid-19の有効性を有する薬物に対する医療コミュニティの評価を捉えた。
ほとんどのアルゴリズムは、これらの基底真理データに対して予測能力を提供しているが、すべてのデータセットとメトリクスに対して一貫した結果を提供する単一の方法はない。
これにより、全てのアルゴリズムの予測を融合させるマルチモーダルアプローチを開発し、異なる予測手法間のコンセンサスが、最高のパイプラインの性能を常に上回ることを示した。
ウイルス感染の抑制に成功している77薬のうち76薬はSARS-CoV-2を標的としたタンパク質に結合せず、これらの薬はドッキングベースの戦略では特定できないネットワークベースの作用に依存している。
これらの進歩は、将来の病原体や、デ・ノボの薬物開発のコストと長期のスケジュールで守られていない疾患に対する再生可能な薬物を同定する方法を提供する。
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