Design, synthesis and experimental validation of novel potential chemopreventive agents using random forest and support vector machine binary classifiers

Compared to the current knowledge on cancer chemotherapeutic agents, only limited information is available on the ability of organic compounds, such as drugs and/or natural products, to prevent or delay the onset of cancer. In order to evaluate chemical chemopreventive potentials and design novel chemopreventive agents with low to no toxicity, we developed predictive computational models for chemopreventive agents in this study. First, we curated a database containing over 400 organic compounds with known chemoprevention activities. Based on this database, various random forest and support vector machine binary classifiers were developed. All of the resulting models were validated by cross validation procedures. Then, the validated models were applied to virtually screen a chemical library containing around 23,000 natural products and derivatives. We selected a list of 148 novel chemopreventive compounds based on the consensus prediction of all validated models. We further analyzed the predicted active compounds by their ease of organic synthesis. Finally, 18 compounds were synthesized and experimentally validated for their chemopreventive activity. The experimental validation results paralleled the cross validation results, demonstrating the utility of the developed models. The predictive models developed in this study can be applied to virtually screen other chemical libraries to identify novel lead compounds for the chemo-prevention of cancers

Моделювання, керування та інформаційні технології

Aniksuhyn A., Zhyvolovych O. Generalized solvability and optimal control for an integro-differential equation of a hyperbolic type 8 Babudzhan R., Isaienkov K., Krasii D., Melkonian R., Vodka O., Zadorozhniy I. Collection and processing of bearing vibration data for their technical condition classification by machine learning methods 10 Bardan A., Bihun Y. Computer modeling of differential games . 16 Beridze Z., Shavadze Ju., Imnaishvili G., Geladze M. Concept and functions of building a private network (VPN) 19 Bomba A., Klymiuk Y. Computer prediction of technological modes of rapid cone shaped adsorption filters with automated discharge of part of heat from separation surfaces in filtering model 21 Boyko N., Dypko O. Analysis of machine learning methods using spam filtering 25 Boyko N., Kulchytska O. Analysis of tumor classification algorithms for breast cancer prediction by machine learning methods 29 Denysov S., Semenov V., Vedel Ya. A novel adaptive method for operator inclusions 33 Didmanidze M., Chachanidze G., Didmanidze T. Modern trends in unemployment . 36 Bagrationi I., Zaslavski V., Didmanidze I., Yamkova O. Ethics of information technology in the context of a global worldview . 38 Didmanidze D., Zoidze K., Akhvlediani N., Tsitskishvili G., Samnidze N., Diasamidze M. Use of computer teaching systems in the learning process . 42 Dobrydnyk Yu., Khrystyuk A. Analysis of the elevator as an object of automation 44 Gamzayev R., Shkoda B. Development and investigation of adaptive micro-service architecture for messaging software systems . 46 Gayev Ye. Student' own discoveries in information theory curriculum 50 Didmanidze I., Geladze D., Motskobili Ia, Akhvlediani D., Koridze L. Follow digitally by using a blog . 52 Kirpichnikov A., Khrystyuk A. Automatic apiary care system 54 Kunytskyi S., Ivanchuk N. Mathematical modeling of water purification in a bioplato filter 56 Kyrylych V., Milchenko O. Optimal control of a hyperbolic system that describes Slutsky demand . 58 6 Makaradze N., Nakashidze-Makharadze T., Zaslavski V., Gurgenidze M., Samnidze N., Diasamidze M. Challenges of using computer-based educational technologies in higher education 60 Mamenko P., Zinchenko S., Nosov P., Kyrychenko K., Popovych I., Nahrybelnyi Ya., Kobets V. Research of divergence trajectory with a given risk of ships collisions . 64 Mateichuk V., Zinchenko S., Tovstokoryi O., Nosov P., Nahrybelnyi Ya., Popovych I., Kobets V. Automatic vessel control in stormy conditions 68 Petrivskyi Ya., Petrivskyi V., Bychkov O., Pyzh O. Some features of creating a computer vision system 72 Poliakov V. Calculation of organic substrate decomposition in biofilm and bioreactor-filter taking into account its limitation and inhibition 75 Poliakov V. Mathematical modeling of suspension filtration on a rapid filter at an unregulated rate 78 Prokip V. On the semi-scalar equivalence of polynomial matrices 80 Pysarchuk O., Mironov Y. A proposal of algorithm for automated chromosomal abnormality detection . 83 Rybak O., Tarasenko S. Sperner’s Theorem . 87 Sandrakov G., Hulianytskyi A., Semenov V. Modeling of filtration processes in periodic porous media 90 Stepanets O., Mariiash Yu. Optimal control of the blowing mode parameters during basic oxygen furnace steelmaking process . 94 Stepanchenko O., Shostak L., Kozhushko O., Moshynskyi V., Martyniuk P. Modelling soil organic carbon turnover with assimilation of satellite soil moisture data 97 Vinnychenko D., Nazarova N., Vinnychenko I. The dependence of the deviation of the output stabilized current of the resonant power supply during frequency control in the systems of materials pulse processing 100 Voloshchuk V., Nekrashevych O., Gikalo P. Exergy analysis of a reversible chiller 105 Шарко О., Петрушенко Н., Мосін М., Шарко М., Василенко Н., Белоусов А. Інформаційно-керуючі системи та технології оцінки ступеня підготовленості підприємств до інноваційної діяльності за допомогою ланцюгів Маркова . 107 Барановський С., Бомба А., Прищепа О. Модифікація моделі інфекційного захворювання для урахування дифузійних збурень в умовах логістичної динаміки 110 Бомба А., Бойчура М., Мічута О. Ідентифікація параметрів структури ґрунтових криволінійних масивів числовими методами квазіконформних відображень . 112 Василець К. Метод оцінювання невизначеності вимірювання електроенергії вузлом комерційного обліку 114 Волощук В., Некрашевич О., Гікало П. Доцільність застосування критеріїв ексергетичного аналізу для оцінювання ефективності об'єктів теплоенергетики . 117 Гудь В. Математичне моделювання енергетичної ефективності постійних магнітів в циліндричних магнітних системах . 120 Демидюк М. Параметрична оптимізація циклічних транспортних операцій маніпуляторів з активними і пасивними приводами 122 Клепач М., Клепач М. Вейвлет аналіз температурних трендів днища скловарної печі 125 Козирєв С. Керування високовольтним імпульсним розрядом в екзотермічному середовищі . 127 Очко О., Аврука І. Безпечне збереження конфіденційної інформації на серверах . 131 Реут Д., Древецький В., Матус С. Застосування комп’ютерного зору для автоматичного вимірювання швидкості рідин з тонкодисперсними домішками 133 Сафоник А., Грицюк І. Розроблення інформаційної системи для спектрофотометричного аналізу . 135 Ткачук В. Квантовий генетичний алгоритм та його реалізація на квантовому компютері 137 Цвєткова Т. Комп’ютерна візуалізація гідродинамічного поля в області зкриволінійними межами 140 Шпортько О., Бомба А., Шпортько Л. Пристосування словникових методів компресії до прогресуючого ієрархічного стиснення зображень без втрат . 142 Сафоник А., Таргоній І. Розробка системи керування напруженістю магнітного поля для процесу знезалізнення технологічних вод . 14