The medical potential of AI and metabolites | Leila Pirhaji

Übersetzung: Giulia Virchaux Lektorat: Andreas Herzog

In 2003,

Als wir 2003

when we sequenced the human genome,

das menschliche Genom sequenzierten,

we thought we would have the answer to treat many diseases.

dachten wir, wir hätten die Antwort, um viele Krankheiten zu behandeln.

But the reality is far from that,

Aber die Realität ist weit davon entfernt,

because in addition to our genes,

denn neben unseren Genen

our environment and lifestyle could have a significant role

könnten Umwelt und Lebensstil

eine wichtige Rolle bei der Entwicklung vieler Krankheiten spielen.

in developing many major diseases.

One example is fatty liver disease,

Ein Beispiel ist die Fettleberkrankheit,

which is affecting over 20 percent of the population globally,

von der über 20 % der Bevölkerung weltweit betroffen sind,

and it has no treatment and leads to liver cancer

die nicht behandelt werden kann und zu Leberkrebs

or liver failure.

oder Leberversagen führt.

So sequencing DNA alone doesn't give us enough information

Die Sequenzierung der DNA allein gibt uns also nicht genügend Informationen,

to find effective therapeutics.

um wirksame Therapeutika zu finden.

On the bright side, there are many other molecules in our body.

Glücklicherweise gibt es viele verschiedene Moleküle in unserem Körper.

In fact, there are over 100,000 metabolites.

Tatsächlich gibt es über 100.000 Metaboliten.

Metabolites are any molecule that is supersmall in their size.

Metaboliten sind alle Moleküle, die von ihrer Grösse her winzig sind.

Known examples are glucose, fructose, fats, cholesterol --

Bekannte Beispiele sind Glukose, Fruktose, Fette, Cholesterin --

things we hear all the time.

von denen hören wir immer.

Metabolites are involved in our metabolism.

Metaboliten sind an unserem Stoffwechsel beteiligt.

They are also downstream of DNA,

Sie sind auch stromabwärts der DNA,

so they carry information from both our genes as well as lifestyle.

sodass sie Informationen unserer Gene und Lebensstile enthalten.

Understanding metabolites is essential to find treatments for many diseases.

Metaboliten zu verstehen ist wichtig, um Therapien für Krankheiten zu finden.

I've always wanted to treat patients.

Ich wollte schon immer Patienten behandeln.

Despite that, 15 years ago, I left medical school,

Trotzdem habe ich vor 15 Jahren die medizinische Fakultät verlassen,

as I missed mathematics.

da ich Mathematik vermisste.

Soon after, I found the coolest thing:

Bald darauf fand ich das Coolste:

I can use mathematics to study medicine.

Ich kann Mathematik benutzen, um Medizin zu studieren.

Since then, I've been developing algorithms to analyze biological data.

Seitdem entwickle ich Algorithmen zur Analyse biologischer Daten.

So, it sounded easy:

Es klang so einfach:

let's collect data from all the metabolites in our body,

Wir sammeln Daten von allen Metaboliten in unserem Körper,

develop mathematical models to describe how they are changed in a disease

entwickeln mathematische Modelle,

die beschreiben, wie sie sich bei Krankheiten verändern

and intervene in those changes to treat them.

und greifen in diese Veränderungen ein, um sie zu behandeln.

Then I realized why no one has done this before:

Dann wurde mir klar, warum das noch niemand getan hatte:

it's extremely difficult.

Es ist extrem schwierig.

(Laughter)

(Gelächter)

There are many metabolites in our body.

Es gibt viele Metaboliten in unserem Körper.

Each one is different from the other one.

Jedes Einzelne ist anders als das andere.

For some metabolites, we can measure their molecular mass

Bei einigen Metaboliten können wir deren Molekülmasse mithilfe von

using mass spectrometry instruments.

Massenspektrometriegeräten messen.

But because there could be, like, 10 molecules with the exact same mass,

Aber da es etwa 10 Moleküle mit genau der gleichen Masse geben könnte,

we don't know exactly what they are,

wissen wir nicht genau, was sie sind

and if you want to clearly identify all of them,

und wenn man sie alle klar identifizieren will,

you have to do more experiments, which could take decades

muss man mehr Experimente durchführen,

die Jahrzehnte dauern und Milliarden Dollar kosten könnten.

and billions of dollars.

So we developed an artificial intelligence, or AI, platform, to do that.

Also haben wir eine KI-Plattform entwickelt, um das zu tun.

We leveraged the growth of biological data

Wir nutzten das Wachstum biologischer Daten,

and built a database of any existing information about metabolites

um eine Datenbank mit allen vorhandenen Informationen über Metaboliten

and their interactions with other molecules.

und deren Wechselwirkungen mit anderen Molekülen aufzubauen.

We combined all this data as a meganetwork.

All diese Daten fassten wir zu einem Meganetzwerk zusammen.

Then, from tissues or blood of patients,

Dann messen wir Massen von Metaboliten

we measure masses of metabolites

and find the masses that are changed in a disease.

und finden die Massen, die bei einer Krankheit verändert sind.

But, as I mentioned earlier, we don't know exactly what they are.

Aber wie schon erwähnt, wissen wir nicht genau, was sie sind.

A molecular mass of 180 could be either the glucose, galactose or fructose.

Eine Molekularmasse von 180 kann Glukose, Galactose oder Fructose sein.

They all have the exact same mass

Sie alle haben genau die gleiche Masse,

but different functions in our body.

aber unterschiedliche Funktionen im Körper.

Our AI algorithm considered all these ambiguities.

Unser KI-Algorithmus hat all diese Unklarheiten berücksichtigt.

It then mined that meganetwork

Dann hat er dieses Meganetzwerk durchsucht,

to find how those metabolic masses are connected to each other

um herauszufinden, wie die Massen miteinander verbunden sind,

that result in disease.

die zu Krankheiten führen.

And because of the way they are connected,

Aus der Art, wie sie verbunden sind,

then we are able to infer what each metabolite mass is,

können wir schliessen, was jede Metabolitenmasse ist,

like that 180 could be glucose here,

sodass 180 hier Glucose sein könnte

and, more importantly, to discover

und, was noch wichtiger ist,

entdecken wie Veränderungen bei Glucose und anderen Metaboliten

how changes in glucose and other metabolites

lead to a disease.

zu einer Krankheit führen.

This novel understanding of disease mechanisms

Dieses neuartige Verständnis der Krankheitsmechanismen

then enable us to discover effective therapeutics to target that.

ermöglicht es uns, wirksame Therapeutika zu entdecken.

So we formed a start-up company to bring this technology to the market

So gründeten wir ein Start-Up, um die Technologie auf den Markt zu bringen

and impact people's lives.

und Menschenleben zu verändern.

Now my team and I at ReviveMed are working to discover

Jetzt arbeiten mein Team und ich bei ReviveMed daran,

therapeutics for major diseases that metabolites are key drivers for,

Therapeutika für Krankheiten zu entdecken, wo Metaboliten Haupttreiber sind,

like fatty liver disease,

wie z. B. Fettleberkrankheiten,

because it is caused by accumulation of fats,

weil sie durch die Ansammlung von Fetten verursacht werden,

which are types of metabolites in the liver.

die zu den Metaboliten in der Leber gehören.

As I mentioned earlier, it's a huge epidemic with no treatment.

Wie ich bereits erwähnte, ist es eine riesige Epidemie ohne Behandlung.

And fatty liver disease is just one example.

Und Fetterleberkrankheiten sind nur ein Beispiel.

Moving forward, we are going to tackle hundreds of other diseases

In Zukunft werden wir hunderte von anderen Krankheiten

with no treatment.

ohne Behandlungswege bekämpfen.

And by collecting more and more data about metabolites

Indem wir immer mehr Daten über Metaboliten sammeln

and understanding how changes in metabolites

und verstehen, wie Veränderungen

leads to developing diseases,

zu Krankheiten führen,

our algorithms will get smarter and smarter

werden unsere Algorithmen immer intelligenter,

to discover the right therapeutics for the right patients.

um die richtigen Therapeutika für die richtigen Patienten zu finden.

And we will get closer to reach our vision

Und wir werden unserer Vision,

of saving lives with every line of code.

mit jeder Codezeile Leben zu retten,

näher kommen.

Thank you.

Vielen Dank.

(Applause)

(Applaus)