Pesquisa do Departamento de Química usa Inteligência Artificial para análise de substâncias que causam alterações hormonais no corpo humano
Metodologia de técnica de aprendizagem de máquina (machine learning) incide sobre a interação entre substruturas que causam a disrupção endócrina
Através de modelos de aprendizado de máquina (machine learning) e inteligência artificial explicável (IAE), pesquisa do Laboratório de Sistemas Complexos do Departamento de Química do CTC/PUC-Rio revela alertas tóxicos que atuam como disruptores endócrinos. Em artigo que acaba de ser publicado na última edição da Enviroment & Health, Toxic Alerts of Endocrine Disruption Revealed by Explainable Artificial Intelligence, as subestruturas específicas Tiofosfato, Sulfamato, Anilida, Carbamato, Sulfamida e Tiocianato aparecem como alertas tóxicos que causam alterações hormonais com potenciais riscos e efeitos adversos na saúde humana e no meio ambiente.
No trabalho, a metodologia de IAE passa por uma curadoria de dados do Endocrine Disruptor Knowledge Base (EDKB) e Endocrine Disrupting Chemicals (EDC) databank do Universidade de Cartagena. Como resultado, as substruturas com potencial toxicológico de disrupção endócrina foram reveladas.
“Nossa abordagem usa a interpretação dos algoritmos de aprendizado de máquina explicáveis, que escapam às abordagens convencionais. Aplicamos no contexto de desvendar e classificá-las na interação em cinco alvos: receptores de andrógeno (AR), receptores de estrogênio (ER), receptores de hidrocarbonetos arílicos (AhR), receptores de aromatase (ARO) e receptores ativados por proliferadores de peroxissoma (PPAR). Dessa maneira, podemos avançar sob o campo da toxicologia ambiental, onde uma avaliação cuidadosa dos riscos potenciais de exposição a novos compostos se faz necessária”, diz o coordenador do projeto, André Pimentel.
Ainda de acordo com o professor do Departamento de Química do CTC/PUC-Rio, os modelos de IAE ajustados para capturar as complexidades das estruturas químicas introduzem uma nova perspectiva ao desafio de encontrar a correlação entre subestruturas e disrupção endócrina. Segundo o pesquisador, o método permite elucidar como funcionam as interações das substâncias químicas no organismo.
“Entender como ocorre a interação sutil entre compostos químicos e o sistema endócrino humano que pode implicar em alterações hormonais é um desafio crucial no campo da toxicologia química. Portanto, a exploração das subestruturas que tornam os compostos químicos potentes desreguladores é essencial para compreender as interações moleculares e poder lançar luz sobre as impressões digitais moleculares que sustentam o impacto toxicológico de diversos compostos químicos”, conclui.
Link para artigo completo: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/envhealth.4c00218