Ferramenta baseada em aprendizagem multitarefa para a predição de mecanismos de desregulação endócrina

dc.contributor.advisor1Neves, Bruno Junior
dc.contributor.advisor1Latteshttps://lattes.cnpq.br/7256565904920282
dc.contributor.referee1Neves, Bruno Junior
dc.contributor.referee1Latteshttps://lattes.cnpq.br/7256565904920282
dc.contributor.referee2Silva, Artur Christian Garcia da
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/0149412510195356
dc.contributor.referee3Braga, Rodolpho de Campos
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/6226595344884365
dc.creatorSantos, Eder Soares de Almeida
dc.creator.Latteshttps://lattes.cnpq.br/3293655465625467
dc.date.accessioned2026-04-22T12:52:48Z
dc.date.available2026-04-22T12:52:48Z
dc.date.issued2025-08-05
dc.description.abstractIntroduction: Endocrine disruptors are exogenous substances or mixtures that alter the functions of the endocrine system, causing adverse effects on the health of an intact organism, its offspring, populations, or subpopulations. Currently, studies on the toxicity of endocrine disruptors chemicals can be conducted through both in vitro and in vivo approaches. However, the implementation of these experimental assays faces numerous challenges, including the limited capacity for data processing given the vast number of commercial chemicals, the operational complexity of the tests, and ethical concerns related to the use of animal models. Objective: this work aims to develop artificial intelligence models that serve as alternative methods to predict the toxicity and adverse effect pathways of endocrine disruptors potentially harmful to both the male and female reproductive systems. Methods: Initially, datasets of compounds tested in vitro were compiled from the Tox21 and ToxCast databases, from which single-task models (Random Forest, SVM, LightGBM) and multi-task models were developed using ECFP4 fingerprints as molecular descriptors. Results and Discussions: The results showed predictive models, especially the multi-task models, which achieved an accuracy rate of 87% and balanced recall and specificity values (~75%) after task-to-task calibration developed in-house. Our second-layer models achieved an accuracy rate of over 70%, with specificity and recall for the female models exceeding 70%, while the best results for the male models were over 50%. Conclusion: In summary, this study offers promising methods for identifying endocrine disruptors, representing a valuable alternative or complement to in vitro and in vivo assays, highlighting the relevance and potential impact of the modeling tools developed in advancing toxicological research and reducing reliance on animal models.eng
dc.description.resumoIntrodução: Os desreguladores endócrinos são substâncias exógenas ou misturas cuja ação altera as funções do sistema endócrino e, consequentemente, ocasiona efeitos adversos à saúde de um organismo intacto, sua progênie, populações ou subpopulações. Atualmente, os estudos sobre a toxicidade relacionada aos desreguladores endócrinos podem ser conduzidos por meio de abordagens in vitro e in vivo. Entretanto, a implementação desses ensaios experimentais enfrenta numerosos desafios, incluindo a limitada capacidade de processamento de dados diante do enorme volume de substâncias químicas comerciais, a complexidade operacional dos testes e as preocupações éticas associadas ao uso de modelos animais. Objetivo: Este trabalho visa desenvolver modelos de inteligência artificial que sirvam como métodos alternativos para prever a toxicidade e vias de efeitos adversos de desreguladores endócrinos potencialmente nocivos para o sistema reprodutor masculino e feminino. Métodos: Inicialmente, conjuntos de dados de compostos testados in vitro foram compilados das bases Tox21 e ToxCast, e a partir deles, foram desenvolvidos modelos de tarefa única (Random Forest, SVM, LightGBM) e multitarefa, usando fingerprints ECFP4 como descritores moleculares. Resultados e Discussões: Os resultados mostraram modelos preditivos, especialmente o modelo multitarefa, que apresenta uma taxa de acerto de 87% e valores balanceados de recall e especificidade (~75%) após calibração tarefa por tarefa desenvolvida in house. Nossos modelos de camada dois atingiram uma taxa de acerto superior a 70%, nos quais a especificidade e recall para os modelos femininos superaram 70% e para masculino os melhores resultados foram de > 50%. Conclusão: Em síntese, este estudo oferece métodos promissores para a identificação de substâncias com potencial de desregulação endócrina, representando uma alternativa valiosa ou um complemento aos ensaios in vitro e in vivo, destacando a relevância e o impacto potencial das ferramentas de modelagem desenvolvidas em avançar a pesquisa toxicológica e minimizar a dependência de modelos animais.
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
dc.identifier.citationSANTOS, E. S. A. Ferramenta baseada em aprendizagem multitarefa para a predição de mecanismos de desregulação endócrina. 2026. 119 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Farmacêuticas) - Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2025.
dc.identifier.urihttps://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/15253
dc.languagePortuguêspor
dc.publisherUniversidade Federal de Goiáspor
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentFaculdade de Farmácia - FF (RMG)
dc.publisher.initialsUFGpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Ciências Farmacêuticas (FF)
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectQSARpor
dc.subjectAprendizagem de máquinapor
dc.subjectDesreguladores endócrinospor
dc.subjectAOPpor
dc.subjectMachine learningeng
dc.subjectEndocrine disruptoreng
dc.subject.cnpqCIENCIAS DA SAUDE::FARMACIA::ANALISE E CONTROLE E MEDICAMENTOS
dc.titleFerramenta baseada em aprendizagem multitarefa para a predição de mecanismos de desregulação endócrina
dc.title.alternativeMultitask learning-based tool for predicting endocrine disruption mechanismseng
dc.typeDissertação

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