Evaluation of comedogenicity and irritancy potential of some cosmetic ingredients using in silico methods
Komedojenite ve cilt irritasyon potensiyeli olan kozmetik bileşenlerinin in silico methodlar ile değerlendirilmesi
- Tez No: 790423
- Danışmanlar: PROF. DR. HANDE SİPAHİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Farmasötik Toksikoloji, Pharmaceutical Toxicology
- Anahtar Kelimeler: in siliko, komedojenik, makine öğrenmesi, deri tahrişi, QSAR, kozmetik, in silico, comedogenic, machine learning, skin irritation, QSAR, cosmetics
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yeditepe Üniversitesi
- Enstitü: Sağlık Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Farmasötik Toksikoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 253
Özet
Komedojenite ve deri tahrişi kozmetik bileşenlere karşı görülen yaygın advers reaksiyonlardır. Komedojenite, bir bileşenin akne için ilk lezyon olan komedon oluşumunu indükleme potansiyelidir. Deri tahrişi ise bir kimyasallının uygulanmasının ardından deride geri dönüşümlü hasar oluşturmasıdır. 2013 yılında Avrupa Komisyonu tarafından kozmetikler üzerinde hayvan testleri yasaklanmadan önce, kozmetiklerin komedojenik potansiyeli tavşanlarda test edilmekteydi. Ancak, hayvan testleri henüz alternatifleriyle tam olarak değiştirilememiştir. Bu nedenle, bu tez çalışmasında, farklı makina öğrenme algoritmaları ve moleküler tanımlayıcı türleri kullanarak kozmetik bileşenlerin komedojenik ve deri tahrişi potensiyelini tahmin etmek için iki farklı QSAR sınıflandırma modeli geliştirmeyi amaçladık. Verisetimiz literatürde hem komedojenite hem de iritasyon için tavşan kulaklarında test edilmiş, yağ asitleri, yağ alkolleri ve türevleri ve pigmetler gibi, 121 kozmetik içerikten oluşmaktadır. Toplam, 4837 moleküler tanımlayıcı dört farklı yazılım aracılığıyla hesaplandı. Modeller için tanımlayıcılar WEKA'da korelasyon ve öğrenmeye dayalı (karar ağacı algoritması aracılı) iki yöntem karşılaştırılarak seçildi. Modelleme çalışmaları yine WEKA'da çeşitli sınıflandırıcılar test edilerek yapıldı. Model performansı 10 kat çapraz-doğrulamayla ve tahmin yeteneği ise test seti üzerinde değerlendirildi. Tüm modeler, sınıflandırma doğruluğu, AUC, MCC, F skor gibi metrikler açısından karşılaştırıldı ve en iyi model seçildi. Rastgele orman sınıflandırıcısıyla geliştirilen QSAR model sonuçları hem komedojenite hem de deri tahriş tahmini için umut vericidir. Komedojenite tahmini için 3 tanımlayıcılı Alva modeli çapraz doğrulama için %86.96 doğruluk ve test seti için%79.31 doğrulukla başarılı sonuç vermişken, Deri tahriş modeli, sekiz tanımlayıcılı Mold2 model ise çapraz doğrulama için %85.75 doğruluk, test seti için %82.75 doğrulukla başarılı performans vermiştir. Sonuç olarak, bu çalışma kozmetiklerin güvenlik değerlendirmesi için hayvan dostu, ucuz ve hızlı performans gösteren iki farklı sınıflandırma modeli sağlamıştır. İleri çalışmalarla performanslarının artırılması ve kimyasal alanının genişletilmesi gerekmektedir.
Özet (Çeviri)
Comedogenicity and skin irritation are the common adverse reactions to cosmetic ingredients. While comedogenicity is the potential of a ingredient that induce formation of comedones which are the initial lesion for acne. Skin irritation is the formation of reversible damage to the skin after the application of a chemical for up to 4 hours. Before cosmetic testing on animals was prohibited in 2013, comedogenicity was tested on rabbits ears. However, there has been no full replacement of animal testing on cosmetics. For this reason, in this thesis study, we proposed to develop two different QSAR classification model to predict the comedogenic and skin irritaticy potential of cosmetic ingredients by using different machine learning algorithms and types of molecular descriptors. Our dataset was obtained from the literature, composed of 121 cosmetic ingredients mainly fatty acids, fatty alcohols and their derivatives and pigments, tested on rabbits for both comedogenicity and irritation. The total of 4837 molecular descriptors were calculated by the means of four different software. Descriptors for models were selected via WEKA by comparing correlation-based and learning-based (via decision tree algorithm) method. Modelling studies were performed with WEKA using various classifiers. The 10-fold cross-validaton (CV) was used to evaluate the performance of model, also predictivity of the model was evaluated on test set. All models were compared using classification accuracy, AUC, MCC and F-score, and then, the best model was chosen by this way. The result of QSAR modelling with random forest classifiers are promising for both comedogenicity and skin irritancy prediction. While for comedogenicity prediction, Alva model with 3 descriptor gave successful results with 86.96% accuracy for the 10-fold CV model and 79.31% accuracy for the test set. Skin irritation model, Mold2 with eight descriptors gave a successful performance with 85.75% accuracy for 10-fold CV model and 82.75% accuracy for the test set. In conclusion, this stuy provided an animal-friendly, rapidly perform and inexpensive two different classification model for the safety evaluation of cosmetics. Further studies are needed to develop their performance and to extend their chemical domain.
Benzer Tezler
- Farklı diz açıları ve tibia pozisyonlarında yapılan izometrik egzersizin vastus medialis ve rectus femoris kasları üzerine etkisinin EMG çalışması ile incelenmesi
Evaluation of the effects of isometric exercises performed at various knee angles and tibial positions on strength development of vastus medialis and rectus femoris muscles using electromyography
ALİ MURAT ZERGEROĞLU
Doktora
Türkçe
1997
Fiziksel Tıp ve RehabilitasyonAnkara ÜniversitesiFizyoloji Ana Bilim Dalı
PROF.DR. EMİN ERGEN
- Döküm ve döküm dışı yolla elde edilen titanyumun 3 farklı titanyum porseleni ile farklı atmosfer koşullarında fırınlanmasının bağlantı üzerine etkilerinin değerlendirilmesi
Evaluation of porcelain bonding to cast and non-cast titanium with three different titanium porcelain and in different porcelain firing atmosphere conditions
SAADET SAĞLAM
Doktora
Türkçe
1997
Diş HekimliğiAnkara ÜniversitesiProtetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEMİH BERKSUN
- Valproik asit uygulanan ratlarda biotin suplementasyonunun karaciğer ve serum biotinidaz enzim aktivitesi ve tüy dökülmesi üzerine olan etkilerinin değerlendirilmesi
Evaluation of biotin supplementation effects on serum and liver tissue biotinidase enzyme activities and hair loss in valproic acid administrated rats
MUTLUAY ARSLAN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2006
Çocuk Sağlığı ve HastalıklarıGATAÇocuk Sağlığı ve Hastalıkları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RIDVAN AKIN
- Clivus'un kemik iliğinde yaşa bağlı değşikliklerin manyetik rezonans görüntüleme ile incelenmesi
Evaluation of the changes in the clivus bone marrow in relation to age with MRI
ALP BAYRAMOĞLU
- Atatürk Göğüs Hastalıkları Hastanesi ve Göğüs Cerrahisi Merkezi'ne aktif akciğer tüberkülozu tanısıyla yatırılan hastaların beslenme durumunun değerlendirilmesi
Evaluation of nutritional status of patients with active tuberculosis in Atatürk Center for Thoracic Diseases and Thoracic Surgery
ŞENAY ASLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1999
Beslenme ve DiyetetikHacettepe ÜniversitesiDiyetetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEVİL BAŞOĞLU
PROF. DR. PERİHAN ARSLAN