{rfName}
Au

Licencia y uso

Icono OpenAccess

Altmetrics

Investigadores/as Institucionales

Escobar, FernandoAutor o CoautorGomis-Tena, JulioAutor o CoautorSaiz, JavierAutor o CoautorRomero, LuciaAutor (correspondencia)

Compartir

11 de octubre de 2024
Publicaciones
>
Artículo

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

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

Autores:

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

Afiliaciones

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

Resumen

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/ )
[+]

Palabras clave

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

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista Computer Methods And Programs In Biomedicine debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia WoS (JCR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2022, se encontraba en la posición 15/111, consiguiendo con ello situarse como revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoría Computer Science, Theory & Methods.

Independientemente del impacto esperado determinado por el canal de difusión, es importante destacar el impacto real observado de la propia aportación.

Según las diferentes agencias de indexación, el número de citas acumuladas por esta publicación hasta la fecha 2026-01-21:

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

Impacto y visibilidad social

Desde la dimensión de Influencia o adopción social, y tomando como base las métricas asociadas a las menciones e interacciones proporcionadas por agencias especializadas en el cálculo de las denominadas “Métricas Alternativas o Sociales”, podemos destacar a fecha 2026-01-21:

  • El uso, desde el ámbito académico evidenciado por el indicador de la agencia Altmetric referido como agregaciones realizadas por el gestor bibliográfico personal Mendeley, nos da un total de: 13.
  • La utilización de esta aportación en marcadores, bifurcaciones de código, añadidos a listas de favoritos para una lectura recurrente, así como visualizaciones generales, indica que alguien está usando la publicación como base de su trabajo actual. Esto puede ser un indicador destacado de futuras citas más formales y académicas. Tal afirmación es avalada por el resultado del indicador “Capture” que arroja un total de: 13 (PlumX).

Con una intencionalidad más de divulgación y orientada a audiencias más generales podemos observar otras puntuaciones más globales como:

  • El Score total de Altmetric: 4.
  • El número de menciones en la red social X (antes Twitter): 1 (Altmetric).

Es fundamental presentar evidencias que respalden la plena alineación con los principios y directrices institucionales en torno a la Ciencia Abierta y la Conservación y Difusión del Patrimonio Intelectual. Un claro ejemplo de ello es:

  • El trabajo se ha enviado a una revista cuya política editorial permite la publicación en abierto Open Access.
[+]

Análisis de liderazgo de los autores institucionales

Existe un liderazgo significativo ya que algunos de los autores pertenecientes a la institución aparecen como primer o último firmante, se puede apreciar en el detalle: Primer Autor (Escobar Ropero, Fernando) y Último Autor (Romero Pérez, Lucia).

el autor responsable de establecer las labores de correspondencia ha sido Romero Pérez, Lucia.

[+]

Reconocimientos ligados al 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.
[+]