de un trabajo práctico de Relaciones Cuantitativas Estructura-Actividad (QSAR) empleando minería de bases de datos

RIBONE, S.R.; SCHENFELD, E.M.; QUEVEDO, M.A.

Cordoba

Congreso; VI Congreso Iberoamericano de Ciencias Farmacéuticas; 2015

La unidad temática ?Relaciones Cuantitativas Estructura-Actividad (QSAR)?, de la asignatura Farmacoquímica I, carrera de Farmacia (Fac. de Ciencias Químicas, UNC), ha representado tradicionalmente un desafío didáctico dada la diversidad e interdisciplinariedad de conceptos involucrados. Dicha unidad resulta central en la enseñanza de la Química Medicinal, lo que motiva especial atención para la búsqueda e implementación de nuevas estrategias didácticas que permitan abordar de manera eficiente la enseñanza de los conceptos teóricos y prácticos asociados. Desde la cátedra Farmacoquímica I (FCQ-UNC), se diseñó e implementó un nuevo trabajo práctico (TP) combinando acceso a bases de datos de información biomédica con utilización de software de minería de datos y construcción automatizada de modelos matemáticos multivariable. Cabe destacar que todas las herramientas utilizadas son de acceso libre. La actividad se desarrolla en tres etapas: 1) Recopilación de información de actividad biológica:se emplean dos sitios WEB: a) la base de datos UniProt (www.uniprot.org), para revisar la información biológica correspondiente al blanco terapéutico seleccionado para el problema de estudio, b)acceso al servicio ChEMBL del Instituto Europeo de Bioinformática (https://www.ebi.ac.uk/chembl/) para obtener las estructuras químicas y datos de actividad biológica asociados al caso de estudio. La información completa se descarga libremente en la PC local.2) Procesamiento y análisis de datos:mediante la plataforma KNIME (https://www.knime.org/)¸ seprocesa de manera eficiente el alto número de datos de actividad biológica y estructuras químicas obtenidas en la etapa anterior.Empleando dos módulos adicionales:PaDEL-Descriptor(http://padel.nus.edu.sg/software/padeldescriptor/) y RDKit(http://www.rdkit.org/), se calculan numerosos descriptores moleculares para la quimioteca en análisis, obteniéndose unatabla conteniendo la información ordenada por ensayo de actividad biológica y los descriptores molecularesasociados.Es de destacar que no se debe invertir tiempo en confección manual de tablaso preparación de estructuras químicas, permitiendo enfocar la actividad práctica a los aspectos específicos relacionados con QSAR.3) Construcción y análisis de los modelos de QSAR:para obtenery evaluar los diferentes modelos de QSAR se utilizan algoritmos informáticos de ?búsqueda iterativa con aprendizaje? implementado en el software McQSAR (http://users.abo.fi/mivainio/mcqsar/), cuya ejecución y configuración se implementó en un código automatizado (script) para obteneren formato resumido los diferentes modelos de QSAR y sus correspondientes parámetros estadísticos. Dichos resultados constituyen el eje didáctico de análisis y discusión con los alumnos.A partir de la actividad desarrollada, es posible abordar la temática de QSAR de manera eficiente y actualizada, abordando los conceptos desde una perspectiva de la minería de bases de datos de actividad biológica.