https://frosthead.com

Teen Inventor navrhuje neinvazivní alergickou obrazovku pomocí genetiky a strojového učení

Jednou z nejstarších vzpomínek Ayusha Alaga je kousnutí do čokoládové tyčinky s ořechy kešu a najednou pocit, že mu svíjí hrdlo.

Po většinu dětství se Santa Clara v Kalifornii vyhýbala jídlu s kešu a jinými ořechy, které způsobovalo podráždění co nejlépe. V letech středních škol chtěl on a jeho rodiče vědět jistě: měl vážnou alergii na jídlo, jako 32 milionů jiných Američanů, nebo to byla jen citlivost na jídlo? Hledali pomoc alergisty Josepha Hernandeze ze Stanfordské univerzity.

Hernandez jim řekl, že rozdíl mezi alergií a citlivostí na jídlo je obrovský. V případě citlivosti na jídlo může člověk pomalu zavádět jídlo vyvolávající reakci zpět do své stravy, aby si vybudoval imunitu. Pokud jste alergický, mohlo by to způsobit smrt.

Hernandez doporučil, aby Alag nejprve provedl krevní a kožní test, což byla typická opatření při určování alergií, ale tyto výsledky byly neprůkazné, což pro Alaga frustrovalo, když věděl, že konzumace určitých potravin ho zhoršuje. Podle neziskového Výzkumu a vzdělávání o potravinové alergii se sídlem v McLean ve Virginii jsou krevní a kožní testy hypercitlivé a téměř 50 až 60 procent času vyvolávají falešně pozitivní výsledky. Jediným způsobem, jak skutečně vědět, zda byl alergický, bylo provést výzvu k perorálnímu jídlu, zážitek, který může být pro pacienta stresující a občas traumatizující. Během orálního potravinového testu pacient konzumuje tři malá množství podezřelého alergenu v průběhu hodiny pod dohledem lékaře a zdravotní sestry. Poté je pacient sledován po dobu 4 hodin po poslední dávce, aby zjistil, zda se objeví příznaky.

Proces je pro zdravotnického poskytovatele nejen časově náročný, ale také riskantní, zejména pro děti. Dojde-li k závažné reakci, bude muset být dítě co nejdříve dopraveno do pohotovostní místnosti. Alergie na potraviny postihují přibližně osm procent dětí a v desetiletích problémů s orálním jídlem, které jsou průmyslovým standardem, byla zaznamenána pouze jedna úmrtí. V roce 2017 zemřela při rutinní výzvě tříletá žena, která vyděsila výzkumnou komunitu alergií.

Naštěstí se Alag dozvěděl, že po své výzvě k perorálnímu jídlu neměl vážnou alergii, ale spíše jednoduchou citlivost na jídlo, a byl schopen vytvořit plán na opětovné zavedení jídla, které mu způsobovalo podráždění zpět do jeho stravy. Nyní říká, že si dokonce může objednat kešu Pad Thai bez jakýchkoli problémů.

„Jako někdo, kdo prožil celý tento proces a ví, jaký je život měnící se rozdíl, může být správně klasifikován jako senzibilizovaný a ne alergický, motivovalo mě to zkoumat, zda existuje způsob, jak dokážu diagnostikovat potravinové alergie, které jsou bezpečné a přesný, “vysvětluje Alag.

Alag_Ayush_20190310_104_CA.jpg Alag představuje test DNA na potravinové alergie na vyhledávání Regeneron Science Talent Search. (Chris Ayers Photography / Společnost pro vědu a veřejnost)

Po své zkušenosti se Alag, tehdy 14, rozhodl hledat řešení sám. V té době se učil o algoritmech ve škole. Doma četl předchozí studie, které identifikovaly specifické geny spojené s určitými alergiemi. Na základě svého zájmu o informatiku navrhl algoritmus, který pomocí veřejně dostupných datových souborů úspěšně označuje genetické markery spojené s potravinovými alergiemi. (Soustředil se na 18 genetických markerů, které byly relevantní k tomu, čeho chtěl dosáhnout při testování na alergii.) Teoreticky vše, co musíte udělat, je dát vzorek krve a jeho test by ukázal, zda máte alergii na určitou látku nebo ne. Genetické testování je obecný směr, kterým je pole namířeno, ale hlavní překážkou, která stojí v cestě, je potřeba větší velikosti vzorku.

Nyní v 17 letech řídí vlastní společnost Allergezy. (Jeho alergik na dětství, Hernandez, je nyní klinickým partnerem Allergezy.) Je také top 40 finalistou v Regeneron Science Talent Search pro seniory středních škol, který končí dnes večer gala, kde vítězové budou vyhlášeni v Národní budově Muzeum ve Washingtonu, DC Regeneron bude distribuovat celkem 1, 8 milionu dolarů s nejvyšší cenou 250 000 dolarů za první místo ocenění, podle Regeneron webové stránky.

"Tyto děti pracují na projektech, které by mohly opravdu změnit životy po celém světě." V případě Ayush by mohl pomoci zlepšit diagnózu rostoucího počtu lidí trpících potravinovými alergiemi, “říká George Yancopoulos, prezident a hlavní vědecký pracovník společnosti Regeneron (který byl také jednou finalistou soutěže), v prohlášení prostřednictvím e-mailu.

Technologie společnosti Alag není zdaleka připravena na trh; stále potřebuje hodně rafinace, což bude vyžadovat sekvenování více vzorků DNA a testování, aby se prokázalo, že je spolehlivý a přesný. Allergezy nedávno obdržela grant od 10 000 dolarů od zahájení výzkumu v Silicon Valley pro genetický výzkum Illumina na rozšíření datových sad, získání více vzorků krve a další genetické sekvenování. (To vše a ještě mnohem více se musí stát, než přistoupí ke schvalovacímu procesu FDA.) Je jedním z devíti finalistů Regeneronu, kteří požádali o patent, poznamenává Maya Ajmera, prezidentka a generální ředitelka Společnosti pro vědu a veřejnost, v výpis e-mailem.

„Ayushův strojový učební algoritmus, který může bezpečně diagnostikovat potravinovou alergii z krevního profilu pacienta, má potenciál skutečně ovlivnit životy lidí, “ říká Ajmera.

A to je přesně to, co Alag doufá, že jednou udělá. Vysvětluje, jak velkou úlevu pro něj nežije s neustálým strachem, že by mohl mít reakci na jídlo před sebou, a chce, aby ostatní pocítili stejný pocit svobody.

"Pro mě a celou moji rodinu je to mnohem snazší a je to mnohem lepší změna životního stylu, " říká Alag.

Ale jedna věc najednou. Nejprve musí zjistit, kam jde na vysokou školu.

Teen Inventor navrhuje neinvazivní alergickou obrazovku pomocí genetiky a strojového učení