DEEMD: Drug Efficacy Estimation Against SARS-CoV-2 Based on Cell Morphology With Deep Multiple Instance Learning
Notice bibliographique
Résumé
Drug repurposing can accelerate the identification of effective compounds for clinical use against SARS-CoV-2, with the advantage of pre-existing clinical safety data and an established supply chain. RNA viruses such as SARS-CoV-2 manipulate cellular pathways and induce reorganization of subcellular structures to support their life cycle. These morphological changes can be quantified using bioimaging techniques. In this work, we developed DEEMD: a computational pipeline using deep neural network models within a multiple instance learning framework, to identify putative treatments effective against SARS-CoV-2 based on morphological analysis of the publicly available RxRx19a dataset. This dataset consists of fluorescence microscopy images of SARS-CoV-2 non-infected cells and infected cells, with and without drug treatment. DEEMD first extracts discriminative morphological features to generate cell morphological profiles from the non-infected and infected cells. These morphological profiles are then used in a statistical model to estimate the applied treatment efficacy on infected cells based on similarities to non-infected cells. DEEMD is capable of localizing infected cells via weak supervision without any expensive pixel-level annotations. DEEMD identifies known SARS-CoV-2 inhibitors, such as Remdesivir and Aloxistatin, supporting the validity of our approach. DEEMD can be explored for use on other emerging viruses and datasets to rapidly identify candidate antiviral treatments in the future. Our implementation is available online athttps://www.github.com/Sadegh-Saberian/DEEMD.
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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 | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 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 ».