Integración de grafo de conocimiento de plantas medicinales agrupadas, moléculas, enfermedades y dianas

Área de la Ciencia:

• Fitoquímica y Farmacología de Sistemas
• Quimioinformática y Biología de Redes

Sus antecedentes:

• Los fitoquímicos exhiben propiedades distintas de forma aislada, pero pueden mostrar efectos sinérgicos en agrupaciones moleculares.
• Las formulaciones polihierbas tradicionales, como Dasamoola, contienen mezclas complejas de fitoquímicos con potencial farmacología de redes.

Objetivo del estudio:

• Analizar agrupaciones fitoquímicas de Dasamoola y mapearlas a condiciones de enfermedad.
• Desarrollar un flujo de trabajo unificado para analizar formulaciones polihierbas utilizando agrupaciones, mapeo ICD-11 y grafos de conocimiento.
• Explorar la farmacología a nivel de sistemas y generar hipótesis para la medicina tradicional.

Principales métodos:

• Análisis sistemático de 490 fitoconstituyentes de diez plantas medicinales.
• Agrupación quimioinformática (K-Means) y reducción de dimensionalidad (t-SNE) para organizar moléculas en 49 agrupaciones.
• Mapeo de agrupaciones moleculares a 87 condiciones de enfermedad ICD-11 e integración con ontologías de enfermedades utilizando un grafo de conocimiento Neo4j.

Principales resultados:

• Identificación de 49 agrupaciones fitoquímicas estructuralmente coherentes.
• Se encontraron correlaciones significativas entre las agrupaciones moleculares y los fenotipos de enfermedades mediante análisis de mapas de calor.
• Visualización de asociaciones molécula-diana-enfermedad, lo que sugiere mecanismos farmacológicos a nivel de red.

Conclusiones:

• Los fitoquímicos estructuralmente relacionados están vinculados a categorías de enfermedades específicas a través de dianas biológicas compartidas.
• El flujo de trabajo desarrollado proporciona una plantilla para analizar otras formulaciones polihierbas.
• Los hallazgos ofrecen nuevas vías para comprender la farmacología de sistemas y generar hipótesis experimentales.