Application of Quantitative Structure-activity Relationships to Investigate Xenobiotic Cytotoxicity Mechanisms in Hepatocyte Systems
Notice bibliographique
Résumé
Hepatotoxicity is a serious adverse health effect caused by drugs and other chemical toxins generally detected in the later stages of drug development or in whole animal studies. Thus, development of screening approaches available for earlier identification of hepatotoxic molecules is necessary. A novel in vitro- in silico test system for the evaluation of the molecular mechanisms of xenobiotic toxicity in primary hepatocyte systems is presented here. It is well established that hepatocytes in vitro are most representative of hepatotoxicity in vivo, and are most useful for the determination of xenobiotic hepatotoxicity mechanisms at the molecular and cellular level. There is an on-going interest in Quantitative Structure-Activity Relationships (QSAR) in toxicology, as it can identify correlations between chemical structure and biological activity. QSAR can be used to evaluate the effects of metabolism and toxicity as many physicochemical descriptors reflect simple molecular properties that can provide insight into the physicochemical nature of the activity under consideration. QSARs were determined for hepatotoxicity of halobenzenes, p-benzoquinones, α,β-unsaturated carbonyl compounds and nitroaromatics towards isolated hepatocytes. A molecular link was established for their proposed toxicity pathways. For example oxidative activation was linked to EHOMO (energy of the highest occupied molecular orbital) values and hydrophobicity (log P) of the chemicals, while reductive activation was linked with ELUMO (energy of the lowest molecular orbital) values and log P. Such relationships may thus be useful for predicting toxicity of other chemicals of the same mechanism of toxicity. Due to the complexity involved in the phenomena of hepatotoxicity, unravelling of structure-hepatotoxicity relationships is a complicated task. A conceptual framework for QSAR modeling is proposed that involves recognition of molecular initiating events as potential endpoints to improve the prediction potential of QSAR models. Acute toxicity of reactive chemicals could be based on an initial reaction with biomolecules, thus the theory of covalent binding reactivity was used to test this concept. Reactivity assays with thiol and amine surrogate nucleophiles were used to determine susceptibility to toxicity. The derived QSAR expressions suggested that covalent binding reactivity is a good correlate to hepatotoxicity, however only if electrophilicity was the main mechanism of toxicity.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».