利用输出驱动反馈系统控制技术发现对秀丽隐杆线虫有效的药物组合
定量方法
2022-05-30 v1 系统与控制
图像与视频处理
系统与控制
摘要
寄生线虫(或圆虫)感染给人类和牲畜带来显著的病害负担与生产力损失。当今可用于治疗这些感染的驱虫药(或抗线虫药物)数量有限，且随着寄生虫多重耐药成为全球健康挑战，这些药物正迅速失去疗效。我们提出一种工程学方法来发现一种驱虫药组合，其杀死野生型秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)的效力强于四种单一药物。实验中，将自由游动的单条线虫置于微流体药物环境中，以评估线虫运动的质心速度与轨迹曲率。在每次迭代分析行为数据后，使用反馈系统控制(FSC)方案预测待测试的新药物组合。通过差分进化搜索，得到获胜药物组合，其产生最小质心速度和高轨迹曲率，且每种药物浓度均低于其EC50。FSC方法无模型，不需要任何药物药理学、信号通路或动物生物学信息。为应对多重耐药，本文提出的方法适用于在C. elegans、寄生线虫和其他小型模式生物上发现现有驱虫药的新增效组合。
引用
@article{arxiv.2205.13544,
title = {Effective drug combination for Caenorhabditis elegans nematodes discovered by output-driven feedback system control technique},
author = {Xianting Ding and Zach Njus and Taejoon Kong and Wenqiong Su and Chih-Ming Ho and Santosh Pandey},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.13544},
year = {2022}
}