{rfName}
Au

Llicència i ús

Icono OpenAccess

Altmetrics

Anàlisi d'autories institucional

Escobar, FernandoAutor o coautorGomis-Tena, JulioAutor o coautorSaiz, JavierAutor o coautorRomero, LuciaAutor (correspondència)

Compartir

11 d’octubre de 2024
Publicacions
>
Article

Automatic modeling of dynamic drug-hERG channel interactions using three voltage protocols and machine learning techniques: A simulation study

Publicat a: Computer Methods And Programs In Biomedicine. 226 107148- - 2022-11-01 226(), DOI: 10.1016/j.cmpb.2022.107148

Autors:

Escobar, F; Gomis-Tena, J; Saiz, J; Romero, L
[+]

Afiliacions

Univ Politecn Valencia, Ctr Invest & Innovac Bioingeniria, Valencia, Spain - Autor o coautor
Univ Politecn Valencia, Ctr Invest Innovac Bioingn Ci2B, Camino Vera s-n, Valencia 46022, Spain - Autor o coautor

Resum

Background: Assessment of drug cardiac safety is critical in the development of new compounds and is commonly addressed by evaluating the half-maximal blocking concentration of the potassium human ether-a-go-go related gene (hERG) channels. However, recent works have evidenced that the modelling of drug-binding dynamics to hERG can help to improve early cardiac safety assessment. Our goal is to de-velop a methodology to automatically generate Markovian models of the drug-hERG channel interactions. Methods: The training and the test sets consisted of 20800 and 5200 virtual drugs, respectively, dis-tributed into 104 groups with different affinities and kinetics to the conformational states of the chan-nel. In our system, drugs may bind to any state (individually or simultaneously), with different degrees of preference for a conformational state and the change of the conformational state of the drug bound channels may be restricted or allowed. To model such a wide range of possibilities, 12 Markovian chains are considered. Our approach uses the response of the drugs to our three previously developed voltage clamp protocols, which enhance the differences in the probabilities of occupying a certain conformational state of the channel (open, closed and inactivated). The computing tool is comprised of a classifier and a parameter optimizer and uses linear interpolation, support vector machines and a simplex method for function minimization.Results: We propose a novel methodology that automatically generates dynamic drug models using Markov model formulations and that elucidates the states where the drug binds and unbinds and the preferential binding state using data obtained from simple voltage clamp protocols that captures the preferential state-dependent binding properties, the relative affinities, trapping and non-trapping dynam-ics and the onset of IKr block. Overall, the tool correctly predicted the class of 92.04% of the drugs and the model provided by the tool accurately fitted the response of the target compound, the mean accu-racy being 97.53%. Moreover, generation of the dynamic model of an IKr blocker from its response to our voltage clamp protocols usually takes less than an hour on a common desktop computer.Conclusion: Our methodology could be very useful to model and simulate dynamic drug-hERG channel interactions. It would contribute to the improvement of the preclinical assessment of the proarrhythmic risk of drugs that inhibit IKr and the efficacy of antiarrhythmic IKr blockers.(c) 2022 The Authors. Published by Elsevier B.V. This is an open access article under the CC BY-NC-ND license ( http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ )
[+]

Paraules clau

AffinitAnti-arrhythmia agentsBindingBlockadeDrug modelingErg1 potassium channelHeartHerg blockerHumansI kr blockerI(kr) blockerIn-silico modelIon channelsKineticsMachine learninMachine learningMolecular determinantsPotassium channelPotassium channel blockersState

Indicis de qualitat

Impacte bibliomètric. Anàlisi de la contribució i canal de difusió

El treball ha estat publicat a la revista Computer Methods And Programs In Biomedicine a causa de la seva progressió i el bon impacte que ha aconseguit en els últims anys, segons l'agència WoS (JCR), s'ha convertit en una referència en el seu camp. A l'any de publicació del treball, 2022, es trobava a la posició 15/111, aconseguint així situar-se com a revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoria Computer Science, Theory & Methods.

Independentment de l'impacte esperat determinat pel canal de difusió, és important destacar l'impacte real observat de la pròpia aportació.

Segons les diferents agències d'indexació, el nombre de citacions acumulades per aquesta publicació fins a la data 2026-01-21:

  • WoS: 6
  • Scopus: 7
  • Europe PMC: 4
[+]

Impacte i visibilitat social

Des de la dimensió d'influència o adopció social, i prenent com a base les mètriques associades a les mencions i interaccions proporcionades per agències especialitzades en el càlcul de les denominades "Mètriques Alternatives o Socials", podem destacar a data 2026-01-21:

  • L'ús, des de l'àmbit acadèmic evidenciat per l'indicador de l'agència Altmetric referit com a agregacions realitzades pel gestor bibliogràfic personal Mendeley, ens dona un total de: 13.
  • L'ús d'aquesta aportació en marcadors, bifurcacions de codi, afegits a llistes de favorits per a una lectura recurrent, així com visualitzacions generals, indica que algú està fent servir la publicació com a base del seu treball actual. Això pot ser un indicador destacat de futures cites més formals i acadèmiques. Aquesta afirmació està avalada pel resultat de l'indicador "Capture", que aporta un total de: 13 (PlumX).

Amb una intenció més de divulgació i orientada a audiències més generals, podem observar altres puntuacions més globals com:

  • El Puntuació total de Altmetric: 4.
  • El nombre de mencions a la xarxa social X (abans Twitter): 1 (Altmetric).

És fonamental presentar evidències que recolzin l'alineació plena amb els principis i directrius institucionals sobre Ciència Oberta i la Conservació i Difusió del Patrimoni Intel·lectual. Un clar exemple d'això és:

  • El treball s'ha enviat a una revista la política editorial de la qual permet la publicació en obert Open Access.
[+]

Anàlisi del lideratge dels autors institucionals

Hi ha un lideratge significatiu, ja que alguns dels autors pertanyents a la institució apareixen com a primer o últim signant, es pot apreciar en el detall: Primer Autor (Escobar Ropero, Fernando) i Últim Autor (Romero Pérez, Lucia).

l'autor responsable d'establir les tasques de correspondència ha estat Romero Pérez, Lucia.

[+]

Reconeixements vinculats a l’ítem

This work was the Spanish Ministerio de Ciencia, Innovacion y Universidades [grant "Formacion de Profesorado Universitario" FPU19/02200; grant PID2019-104356RB-C41 funded by MCIN/AEI/10.13039/50110 0 011033 ]; the European Union's Horizon 2020 research and innovation program [grant agreement No 101016496 (SimCardioTest)]; and the Direccion General de Politica Cientifica de la Generalitat Valenciana [grant PROMETEO/2020/043]. Patenting of the proposed system/software is under consideration.
[+]