İlaç-ilaç etkileşimlerini makine öğrenmesiyle tespit eden tahmin modeli
Forecast model determining drug-drug interactions by machine learning
- Tez No: 721494
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ARAFAT SALİH AYDINER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Eczacılık ve Farmakoloji, Computer Engineering and Computer Science and Control, Pharmacy and Pharmacology
- Anahtar Kelimeler: İlaç-ilaç etkileşimi, Derin Öğrenme, Yapay Zeka, Ters İlaç Reaksiyonları, Drug-Drug Interaction, Deep Learning, Artificial Intelligence, Adverse Drug Reactions
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Medeniyet Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyolojik Veri Bilimi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 62
Özet
İlaç-ilaç etkileşimleri birden fazla ilaç kullanan insanlarda görülen ve insanların kullandığı ilaçların etkileşimde bulunarak birbirlerinin etkisini olumlu veya olumsuz yönde etkilemesi durumudur. Bu görülen etkiler genellikle bir ilacın diğer ilaç etkisini artırması, diğer ilaç etkisini azaltması veya diğer ilacın etki ediş biçimini değiştirmesi şeklinde olabilmektedir. Bu durum birden fazla ilaç kullanan insanların sağlığında iyileşme yerine daha kötüye giden bir seyre neden olmakta, hatta ölümle bile sonuçlanabilen istenmeyen etkilerin oluşmasına sebebiyet vermektedir. Bu hem insan sağlığı açısından hem de hastanelerde oluşan ekstra sağlık masrafları açısından büyük maliyetlere neden olabilmektedir. İlaçların birbirleriyle olan etkileşimlerinin bir kısmı tespit edilmiştir. Ancak henüz test edilmemiş ve tespit edilememiş olan bir çok etkileşim bulunmaktadır. İlaç-ilaç etkileşimleri laboratuvar ortamlarında bilimsel yöntemlerle test edilerek bulunabilmektedir. Bu yöntemler hem zaman ve hem de iş gücü açısından çok fazla maliyete yol açabilmektedir. Bu bilimsel yöntemlere başlamadan önce etkileşmesi muhtemel olan ilaçların bilinmesi hem zaman, hem iş gücü hem de maliyet açısından büyük tasarruflar sağlayacaktır. Bu tezde bilinmeyen ilaç-ilaç etkileşimlerinin tespit edilebilmesi için çeşitli yapay zeka ve makine öğrenmesi algoritmaları kullanılacaktır. Etkileşim tipi ve etkileşimin ciddiyeti yönünden bir tahmin modelinin daha önceden hiç yapılmadığı tespit edilmiştir. Ayrıca etkileşimleri bulmaya yönelik böyle bir çalışma ülkemizde ilk defa yapılmaktadır. Bunu gerçekleştirmek için çeşitli veri girdilerini ve lojistik regresyon, derin sinir ağları, karar ağaçları gibi yöntemleri deneyerek en verimli modeli belirlemeye çalıştık. İlaçların molekül yapı bilgileri, sınıflandırma kodları, hedef bilgileri ve enzim bilgilerini çeşitli dönüşümler uygulayarak birbirinden farklı algoritmalar üzerinde denemeler yaparak en verimli yöntemi bulmaya çalıştık. Bu çalışmanın çıktısı birden fazla ilaç kullanmanın gerektiği durumlarda hem ilacı veren hekimi hem hem de ilacı kullanan kişiyi uyarmak için kullanılabilir. Böylece istenmeyen ilaç reaksiyonlarının önüne geçilebilecektir. Yeni bir ilaç keşif aşamasında yine bu yöntemler kullanılarak mevcut hangi ilaçlar ile etkileşme olasılığının olduğu tahmin edilebilecektir. Yaptığımız çalışma sırasında çeşitli dönüşümler ile ilaçların moleküler yapısını, hedeflerini sınıflandırma kodlarını ve enzim etkilerini girdi olarak kullandık. Tahmin modelini oluşturmak için çeşitli algoritmaları denedik ve en iyi başarım oranıyla derin sinir ağlarının diğer yöntemlerden daha iyi bir sonuç verdiğini gördük. Bu yöntemin kullanılması hem istenmeyen etkilerin ortaya çıkmasını engellemek açısından hem de ekstra maliyetlerin önüne geçmek açısından fayda sağlayacaktır.
Özet (Çeviri)
Drug-drug interactions are seen in people who use more than one drug, and when the drugs used by people interact and affect each other positively or negatively. These effects can usually be in the form of a drug increasing the effect of another drug, reducing the effect of another drug, or changing the way the other drug works. This situation causes a worsening rather than improvement in the health of people who use more than one drug, and even causes undesirable effects that can result in death. This can cause great costs both in terms of human health and in terms of extra health costs in hospitals. Some of the drug-drug interactions have been detected. However, there are many interactions that have not yet been tested and detected. Drug-drug interactions can be found in laboratory environments by testing them with scientific methods. These methods can be very costly in terms of both time and labor. Knowing the drugs that are likely to interact before starting these scientific methods will provide great savings in terms of time, labor and cost. In this thesis, various artificial intelligence and machine learning algorithms will be used to detect unknown drug-drug interactions. It has been determined that a prediction model has never been made before in terms of the interaction type and the severity of the interaction. In addition, such a study to find interactions is carried out for the first time in our country. To achieve this, we tried to determine the most efficient model by testing various data inputs and methods such as logistic regression, deep neural networks, and decision trees. We tried to find the most efficient method by trying different algorithms with various transformations on the molecular structure information, classification codes, target information and enzyme information of drugs. The output of this study can be used to warn both the prescriber and the person using the drug in cases where more than one drug is required. Thus, unwanted drug reactions can be prevented. In a new drug discovery phase, it will be possible to predict which drugs are likely to interact with existing drugs by using these methods. During our study, we used the molecular structure of drugs, their targets, classification codes and enzyme effects as inputs with various transformations. We tried various algorithms to build the prediction model and found that with the best performance, deep neural networks outperform other methods. The use of this method will be beneficial both in terms of preventing the emergence of undesirable effects and in terms of preventing extra costs.
Benzer Tezler
- Identifying potential therapeutic molecules for hepatocellular carcinoma through machine learning-based drug repurposing
Makine öğrenimi tabanlı ilaç yeniden kullanımı yoluyla hepatoselüler karsinom için potansiyel terapötik moleküllerin belirlenmesi
TUĞÇE BAŞER
Doktora
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolOrta Doğu Teknik ÜniversitesiSağlık Bilişimi Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BURÇAK OTLU SARITAŞ
PROF. DR. RENGÜL ATALAY
- From manual to automated pharmacovigilance processes and efficient signal management application
Manuelden otomasyona farmakovijilans süreçleri ve verimli sinyal yönetimi uygulaması
RABİA AYŞE ÇETİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Eczacılık ve FarmakolojiYeditepe ÜniversitesiFarmasötik Toksikoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HANDE SİPAHİ
- Prediction of PDZ interactions and classifications using structures and machine learning methods
Yapısal özellikler ve makine öğrenme metodaları kullanarak PDZ domain etkileşimlerini ve sınıfını tahmin etme
TAYFUN TÜMKAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolKoç ÜniversitesiBilgisayar Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEHRA ÖZLEM KESKİN ÖZKAYA
PROF. DR. ATTİLA GÜRSOY
- Machine learning assisted force field development for nucleic acids
Nükleik asitler için makine öğrenimi destekli kuvvet alanı geliştirilmesi
GÖZDE İNİŞ DEMİR
Doktora
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiHesaplamalı Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ADEM TEKİN
- Metabolism-oriented multiomics data integration
Farklı omı̇k verı̇lerı̇n metabolı̇zma odaklı entegrasyonu
AYCAN ŞAHİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. ALİ ÇAKMAK