Cyto-Safe: uma ferramenta de aprendizado de máquina para identificação precoce de compostos citotóxicos na descoberta de fármacos
dc.contributor.advisor1 | Andrade, Carolina Horta | |
dc.contributor.referee1 | Andrade, Carolina Horta | |
dc.contributor.referee1 | Silva, Artur Christian Garcia da | |
dc.contributor.referee1 | Silva, Meryck Felipe Brito da | |
dc.creator | Oliveira, Francisco Lucas Feitosa de | |
dc.date.accessioned | 2025-06-02T15:47:32Z | |
dc.date.available | 2025-06-02T15:47:32Z | |
dc.date.issued | 2024-11-29 | |
dc.description.abstract | Introduction: Cytotoxicity is the ability of a substance to cause irreversible damage to living cells, leading to cell death. Evaluating cytotoxicity is crucial in the early stages of drug development, allowing for the early identification of toxic compounds, mitigating risks, and reducing animal testing. Quantitative Structure-Activity Relationship (QSAR) models that use Artificial Intelligence (AI) algorithms can predict cytotoxicity based on the chemical structure of compounds. Objective: To develop and validate QSAR models to predict the cytotoxicity of drug candidates and make them available as a free web application. Methods: A dataset from the literature with approximately 90,000 compounds tested on mouse embryonic fibroblasts (3T3) and human embryonic kidney cells (HEK 293) was used. After data cleaning and curation, Extended-Connectivity Fingerprints descriptors were generated. The models were created using the Light Gradient Boosting algorithm with 80% of the data for training and 20% for validation. Results: The generated models showed good performance, with a balanced accuracy (BACC) of 0.91 after applying data balancing techniques. The best models are available in the web application Cyto-Safe (http://cytosafe.labmol.com.br/), which incorporates elements of explainable AI, allowing visualization of molecular regions associated with cytotoxicity. Conclusion: The models were effective in classifying compounds regarding cytotoxicity in the 3T3 and HEK 293 cell lines. Cyto-Safe is a technological product that offers the scientific community a fast and reliable tool to evaluate the cytotoxicity of chemical compounds without experimental data, accelerating drug discovery. | |
dc.description.resumo | Introdução: A citotoxicidade é a capacidade de uma substância causar dano irreversível a células vivas, levando à morte celular. A avaliação da citotoxicidade é crucial nos estágios iniciais do desenvolvimento de fármacos, permitindo identificar compostos tóxicos precocemente, mitigar riscos e reduzir testes em animais. Modelos de relações quantitativas entre estrutura e atividade (QSAR) que utilizam algoritmos de Inteligência Artificial (IA) podem prever a citotoxicidade a partir da estrutura química dos compostos. Objetivo: Desenvolver e validar modelos de QSAR para predizer a citotoxicidade de candidatos a fármacos e disponibilizá-los como uma aplicação web gratuita. Métodos: Utilizou-se um conjunto de dados da literatura com cerca de 90.000 compostos testados em fibroblastos embrionários de camundongos (3T3) e células renais embrionárias humanas (HEK 293). Após limpeza e curadoria dos dados, foram gerados descritores Extended-Connectivity Fingerprints. Os modelos foram gerados usando o algoritmo Light Gradient Boosting com 80% dos dados para treinamento e 20% para validação. Resultados: Os modelos gerados mostraram bom desempenho, com acurácia balanceada (BACC) de 0,91 após aplicação de técnica de balanceamento de dados. Os melhores modelos estão disponíveis no aplicativo web Cyto-Safe (http://cytosafe.labmol.com.br/), que incorpora elementos de IA explicável, permitindo a visualização de regiões moleculares associadas à citotoxicidade. Conclusão: Os modelos foram eficazes na classificação de compostos quanto à citotoxicidade nas linhagens 3T3 e HEK 293. O Cyto-Safe é um produto tecnológico que oferece à comunidade científica uma ferramenta rápida e confiável para avaliar a citotoxicidade de compostos químicos sem dados experimentais, acelerando a descoberta de fármacos. | |
dc.identifier.citation | OLIVEIRA, Francisco Lucas Feitosa de. Cyto-Safe: uma ferramenta de aprendizado de máquina para identificação precoce de compostos citotóxicos na descoberta de fármacos. 2024. 36 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Farmácia) – Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2024. | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.bc.ufg.br//handle/ri/27641 | |
dc.language.iso | por | |
dc.publisher | Universidade Federal de Goiás | |
dc.publisher.country | Brasil | |
dc.publisher.course | Farmácia (RMG) | |
dc.publisher.department | Faculdade de Farmácia - FF (RMG) | |
dc.publisher.initials | UFG | |
dc.rights | Acesso Aberto | |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
dc.subject | Citotoxicidade | |
dc.subject | Descoberta de fármacos | |
dc.subject | QSAR | |
dc.subject | Aprendizado de máquina | |
dc.subject | Cytotoxicity | |
dc.subject | Drug discovery | |
dc.subject | Machine learning | |
dc.title | Cyto-Safe: uma ferramenta de aprendizado de máquina para identificação precoce de compostos citotóxicos na descoberta de fármacos | |
dc.title.alternative | Cyto-Safe: a machine learning tool for early identification of cytotoxic compounds in drug discovery | |
dc.type | Trabalho de conclusão de curso de graduação (TCCG) |
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