Revista Cubana de Ciencias Informáticas (Sep 2012)
Aplicación de sistemas neuroborrosos a problemas de resistencia antiviral del VIH Application of Neurofuzzy Systems to HIV Drug Resistance Problems
Abstract
La alta capacidad de mutación del Virus de Inmunodeficiencia Humana (VIH) afecta seriamente el diseño eficiente de fármacos antivirales para combatirlo. De hecho, en los últimos años el estudio de la predicción de resistencia a fármacos del VIH se ha convertido en un campo abierto de investigación. Varias técnicas estadísticas y de inteligencia artificial han sido propuestas para modelar este problema de clasificación de secuencias, pero la mayoría de ellas son difíciles de interpretar. Este trabajo presenta el modelado de la proteína proteasa como un sistema dinámico a través de Sistemas Neuroborrosos, utilizando las energías de contacto de los aminoácidos para la descripción de la secuencia. Además, se utilizan tres algoritmos de aprendizaje neuroborrosos para predecir la resistencia a cinco inhibidores de la proteasa. Finalmente, se proponen las reglas extraídas de estos algoritmos para interpretar la influencia de cada posición de la secuencia en la resistencia a cinco fármacos inhibidores conocidos.The high mutability of Human Immunodeficiency Virus (HIV) leads to serious problems on designing efficient antiviral drugs. In fact, in last years the study of drug resistance prediction for HIV mutations has become an open problem for researchers. Several statistical and machine learning techniques have been proposed for modelling this sequence classification problem, but most of them are difficult to interpret. This paper presents a modelling of the protease protein as a dynamic system through Neurofuzzy Systems, using the amino acid contact energies for the sequence description. In addition, three neurofuzzy learning algorithms are used to predict the resistance to five protease antivirals. Finally, we propose rules extracted from these algorithms for interpreting the influence of each sequence position on the resistance to five well-known inhibitor drugs.
