https://frosthead.com

Najstniški izumitelj oblikuje neinvazivni zaslon alergij z uporabo genetike in strojnega učenja

Eden izmed najzgodnejših spominov na Ayush Alaga je, da je ugriznil v čokolado s oreščki indijske oreščke in nenadoma občutil, da ga srbi srbečica.

V večini svojega otroštva se je prebivalka Santa Clare v Kaliforniji izogibal uživanju česarkoli s indijskimi oreščki in drugimi oreščki, kar je povzročalo draženje kar najbolje. S srednjimi šolskimi leti je s starši želel zagotovo vedeti: je imel resno alergijo na hrano, kot 32 milijonov drugih Američanov, ali je šlo le za občutljivost na hrano? Poiskali so pomoč alergologa Josepha Hernandeza z univerze Stanford.

Hernandez jim je povedal, da je razlika med alergijo in občutljivostjo na hrano ogromna. V primeru občutljivosti na hrano lahko oseba počasi v prehrano vnese prehrano, ki sproži reakcijo, da si ustvari imuniteto. Če ste alergični, pa lahko to povzroči smrt.

Hernandez je priporočil, da Alag najprej opravi krvni test in kožni test, kar sta značilna ukrepa pri določanju alergij, vendar so bili ti rezultati neupravičeni, kar je Alagu škodilo, ko je vedel, da je uživanje določenih živil slabo. Po podatkih neprofitne organizacije Food Allergy Research & Education s sedežem v McLeanu v Virginiji so krvni in kožni testi preobčutljivi in ​​ustvarijo lažne pozitivne rezultate skoraj 50 do 60 odstotkov časa. Edini način, da resnično vemo, ali je bil alergičen ali ne, je bil izziv s peroralno hrano ali izkušnjo, ki je lahko za bolnika stresna in občasno travmatična. Med peroralnim izzivom s hrano bolnik v času ene ure pod nadzorom zdravnika in medicinske sestre poje tri majhne količine suma na alergen. Nato bolnika štiri ure po zadnjem odmerku opazujemo, če želimo, da se pojavijo simptomi.

Ne le, da je postopek zamuden za zdravnika, je tudi tvegan, zlasti za otroke. Če pride do hude reakcije, bo treba otroka čim prej prepeljati na urgenco. Alergije na hrano prizadenejo približno osem odstotkov otrok, v desetletjih pa so bili izzivi s peroralno hrano, ki so industrijski standard, poročali le o smrtnih primerih. Leta 2017 je med rutinskim izzivom triletnik umrl, kar je osupnilo skupino za raziskave alergij.

K sreči je Alag izvedel, da po izzivu s peroralno hrano ni imel resne alergije, temveč preprosto občutljivost na hrano, zato je mogel narediti načrt, da hrano, ki je povzročila draženje, ponovno vključi v svojo prehrano. Zdaj, pravi, lahko celo brez težav naroči indijski padem.

"Ker je nekdo, ki je bil ves ta postopek in ve, kakšno življenjsko spremembo lahko pomeni, da ga je mogoče pravilno razvrstiti med senzibiliziranega in ne alergičnega, me motiviral za raziskovanje, če lahko diagnosticiram alergije na hrano, ki je hkrati varno in natančno, «pojasni Alag.

Alag_Ayush_20190310_104_CA.jpg Alag predstavi svoj DNK test na alergije na hrano pri iskanju znanstvenih talentov Regeneron. (Chris Ayers Photography / Društvo za znanost in javnost)

Alag, takrat star 14 let, se je po svojih izkušnjah odločil sam poiskati rešitve. V šoli se je takrat učil algoritmov. Doma je bral prejšnje študije, ki so identificirale specifične gene, povezane z določenimi alergijami. Navdušen nad zanimanjem za računalništvo je zasnoval algoritem, ki z uporabo javno dostopnih podatkovnih nizov uspešno označi genetske markerje, povezane z alergijami na hrano. (Osredotočil se je na 18 genetskih markerjev, ki so bili pomembni za tisto, kar je želel doseči s testiranjem na alergijo.) Teoretično bi morali dati le vzorec krvi in ​​njegov test bi pokazal, ali imate alergijo na določeno snov oz. ne. Genetsko testiranje je splošna smer, na katero se usmerja polje, vendar je glavna ovira, ki jo ovira, potreba po večji velikosti vzorca.

Zdaj pri 17 letih vodi svoje podjetje z imenom Allergezy. (Njegov otroški alergolog, Hernandez, je zdaj klinični partner z Allergezyjem.) Je tudi 40 najboljših finalistov Regeneron Science Talent Search za srednješolce, ki se bo nocoj zaključil z gala, na kateri bodo zmagovalci razglašeni v National Building Muzej v Washingtonu, DC Regeneron, bo za nagrado za prvo mesto razdelil skupno 1, 8 milijona dolarjev z najvišjo nagrado v višini 250 000 dolarjev, poroča spletna stran Regeneron.

»Ti otroci delajo na projektih, ki bi resnično lahko spremenili življenje po vsem svetu. V primeru Ayush bi lahko pomagal izboljšati diagnozo za vse večje število ljudi, ki trpijo zaradi alergij na hrano, "pravi George Yancopoulos, predsednik in glavni znanstveni direktor Regenerona (ki je bil nekoč tudi finalist tekmovanja), v izjavi po elektronski pošti.

Alag tehnologija še zdaleč ni pripravljena na trg; še vedno je potrebno veliko rafiniranja, kar bo zahtevalo zaporedje več vzorcev DNK in testiranje, da se dokaže, da je zanesljiv in točen. Allergezy je pred kratkim prejel 10.000 ameriških dolarjev od podjetja startup Illumina za genetsko raziskovanje Silicijeve doline za razširitev nabora podatkov, pridobivanje več vzorcev krvi in ​​več genetskega zaporedja. (Vse to in še veliko več se mora zgoditi, preden pristopijo k postopku odobritve FDA.) Je eden od devetih finalistov podjetja Regeneron, ki so prijavili patent, ugotavlja Maya Ajmera, predsednica in izvršna direktorica Društva za znanost in javnost, v izjavo po e-pošti.

"Algoritem strojnega učenja Ayush, ki lahko varno diagnosticira alergijo na hrano iz bolnikovega krvnega profila, lahko resnično vpliva na življenje ljudi, " pravi Ajmera.

In prav to Alag upa, da bo nekoč storil. Pojasnjuje, kako zelo mu je olajšanje, da ne živi s stalnim strahom, da bi lahko imel reakcijo na hrano pred seboj, in samo želi, da drugi občutijo takšen občutek svobode.

"Zdaj je zame in moja celotna družina veliko lažje in veliko boljši je življenjski slog, " pravi Alag.

Toda ena stvar naenkrat. Najprej mora ugotoviti, kam hodi na fakulteto.

Najstniški izumitelj oblikuje neinvazivni zaslon alergij z uporabo genetike in strojnega učenja