Deep learning identifies synergistic drug combinations for treating COVID-19

药品 药物重新定位 药物发现 2019年冠状病毒病(COVID-19) 抗病毒药物 计算机科学 严重急性呼吸综合征冠状病毒2型(SARS-CoV-2) 药物相互作用 计算生物学 药物开发 机器学习 药理学 人工智能 医学 疾病 生物信息学 传染病(医学专业) 生物 病理
作者
Wengong Jin,Jonathan Stokes,Richard T. Eastman,Zina Itkin,Alexey Zakharov,James J. Collins,Tommi Jaakkola,Regina Barzilay
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [Proceedings of the National Academy of Sciences]
卷期号:118 (39) 被引量:111
标识
DOI:10.1073/pnas.2105070118
摘要

Effective treatments for COVID-19 are urgently needed. However, discovering single-agent therapies with activity against severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) has been challenging. Combination therapies play an important role in antiviral therapies, due to their improved efficacy and reduced toxicity. Recent approaches have applied deep learning to identify synergistic drug combinations for diseases with vast preexisting datasets, but these are not applicable to new diseases with limited combination data, such as COVID-19. Given that drug synergy often occurs through inhibition of discrete biological targets, here we propose a neural network architecture that jointly learns drug-target interaction and drug-drug synergy. The model consists of two parts: a drug-target interaction module and a target-disease association module. This design enables the model to utilize drug-target interaction data and single-agent antiviral activity data, in addition to available drug-drug combination datasets, which may be small in nature. By incorporating additional biological information, our model performs significantly better in synergy prediction accuracy than previous methods with limited drug combination training data. We empirically validated our model predictions and discovered two drug combinations, remdesivir and reserpine as well as remdesivir and IQ-1S, which display strong antiviral SARS-CoV-2 synergy in vitro. Our approach, which was applied here to address the urgent threat of COVID-19, can be readily extended to other diseases for which a dearth of chemical-chemical combination data exists.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
有机发布了新的文献求助10
2秒前
潘fujun完成签到 ,获得积分10
3秒前
传奇3应助D4采纳,获得10
4秒前
赵勇完成签到 ,获得积分10
15秒前
Heidi完成签到 ,获得积分10
16秒前
25秒前
XZZ完成签到 ,获得积分10
25秒前
文献搬运工完成签到 ,获得积分10
28秒前
森淼完成签到 ,获得积分10
29秒前
朝花夕拾完成签到 ,获得积分10
1分钟前
杳鸢应助沉静问芙采纳,获得10
1分钟前
卿莞尔完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Tonald Yang完成签到,获得积分20
1分钟前
陈昇完成签到 ,获得积分10
1分钟前
sjx_13351766056完成签到 ,获得积分10
1分钟前
eular完成签到 ,获得积分10
1分钟前
科研小白完成签到 ,获得积分10
1分钟前
picapica668发布了新的文献求助10
1分钟前
yinhe完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
Kevin发布了新的文献求助30
1分钟前
Hiram完成签到,获得积分10
2分钟前
NULI完成签到 ,获得积分10
2分钟前
Hank完成签到 ,获得积分10
2分钟前
mzrrong完成签到 ,获得积分10
2分钟前
Airhug完成签到 ,获得积分10
2分钟前
mrwang完成签到 ,获得积分10
2分钟前
小西完成签到 ,获得积分10
2分钟前
研友_8K2QJZ完成签到,获得积分10
2分钟前
bblv完成签到 ,获得积分10
2分钟前
高大的天道完成签到 ,获得积分10
2分钟前
欢呼的茗茗完成签到 ,获得积分10
2分钟前
Akim应助柳条儿采纳,获得10
2分钟前
Rainy完成签到 ,获得积分10
3分钟前
好名字完成签到,获得积分10
3分钟前
3分钟前
雪山飞龙发布了新的文献求助10
3分钟前
wwww完成签到 ,获得积分10
3分钟前
吉吉国王完成签到 ,获得积分10
3分钟前
开放又亦完成签到 ,获得积分10
3分钟前
高分求助中
Evolution 10000
Distribution Dependent Stochastic Differential Equations 500
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 500
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 500
Die Gottesanbeterin: Mantis religiosa: 656 400
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3158663
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2809833
关于积分的说明 7883792
捐赠科研通 2468539
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1314332
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 630601
版权声明 601983