The medical potential of AI and metabolites | Leila Pirhaji

Traduttore: Giulia Virchaux Revisore: Chiara Polesinanti

Nel 2003,

quando fu sequenziato il genoma umano,

si pensò di avere la risposta per trattare molte malattie.

In 2003,

Ma la realtà è ben diversa,

when we sequenced the human genome,

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

perché oltre ai nostri geni,

l’ambiente e lo stile di vita potrebbero svolgere un ruolo significativo

But the reality is far from that,

nello sviluppo di tante malattie importanti.

because in addition to our genes,

Un esempio è la steatosi epatica,

our environment and lifestyle could have a significant role

che colpisce oltre il 20 per cento della popolazione globale,

in developing many major diseases.

One example is fatty liver disease,

non ci sono cure e può portare al cancro epatico

o all'insufficienza epatica.

which is affecting over 20 percent of the population globally,

Il solo sequenziamento del DNA non ci dà informazioni sufficienti

and it has no treatment and leads to liver cancer

per trovare terapie efficaci.

or liver failure.

Di buono c’è che nel corpo ci sono tante altre molecole.

So sequencing DNA alone doesn't give us enough information

Ci sono infatti più di 100.000 metaboliti.

to find effective therapeutics.

I metaboliti sono molecole di dimensioni estremamente ridotte.

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

In fact, there are over 100,000 metabolites.

I più noti sono il glucosio, il fruttosio, i grassi, il colesterolo,

Metabolites are any molecule that is supersmall in their size.

cose all'ordine del giorno.

I metaboliti sono coinvolti nel nostro metabolismo.

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

Sono anche prodotti finali dell’attività del DNA,

things we hear all the time.

quindi trasportano informazioni sia genetiche che sullo stile di vita.

Metabolites are involved in our metabolism.

They are also downstream of DNA,

Conoscere i metaboliti è essenziale per trovare cure per molte malattie.

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

Ho sempre voluto curare pazienti.

Understanding metabolites is essential to find treatments for many diseases.

Ciò nonostante, 15 anni fa lasciai la facoltà di medicina,

perché mi mancava la matematica.

I've always wanted to treat patients.

Poco dopo scoprii una cosa fantastica:

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

posso usare la matematica per studiare medicina.

as I missed mathematics.

Da allora, sviluppo algoritmi per analizzare dati biologici.

Soon after, I found the coolest thing:

I can use mathematics to study medicine.

Sembrava molto semplice:

basta collezionare dati su tutti i metaboliti nel corpo,

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

sviluppare modelli matematici

per descrivere i cambiamenti in una malattia

So, it sounded easy:

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

e intervenire sui cambiamenti per curarla.

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

Poi ho capito perché nessuno l’ha mai fatto prima:

and intervene in those changes to treat them.

è estremamente difficile.

(Risate)

Ci sono molti metaboliti nel nostro corpo.

Then I realized why no one has done this before:

Ognuno è diverso dall'altro.

Per alcuni, è possibile misurarne la massa molecolare

it's extremely difficult.

(Laughter)

There are many metabolites in our body.

utilizzando strumenti per la spettrometria di massa.

Each one is different from the other one.

Ma siccome ci potrebbero essere 10 molecole con la stessa identica massa,

For some metabolites, we can measure their molecular mass

non sappiamo per certo quali siano,

using mass spectrometry instruments.

e se si vuole identificarle con chiarezza,

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

bisogna effettuare altri test che potrebbero richiedere decenni

e miliardi di dollari.

we don't know exactly what they are,

and if you want to clearly identify all of them,

Così abbiamo sviluppato un’intelligenza artificiale per fare ciò.

you have to do more experiments, which could take decades

and billions of dollars.

Abbiamo sfruttato la crescita dei dati biologici

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

e costruito un database di tutti i dati esistenti sui metaboliti

e sulle loro interazioni con le altre molecole.

We leveraged the growth of biological data

Abbiamo unito tutti questi dati in una “mega-rete”.

and built a database of any existing information about metabolites

Poi, dai tessuti o dal sangue dei pazienti,

and their interactions with other molecules.

misuriamo le masse dei metaboliti

We combined all this data as a meganetwork.

e troviamo le masse che sono cambiate in una malattia.

Then, from tissues or blood of patients,

Ma, come detto prima, non sappiamo per certo cosa siano.

we measure masses of metabolites

Una massa di 180 corrisponde a glucosio, galattosio o fruttosio.

and find the masses that are changed in a disease.

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

Hanno tutti la stessa massa ma funzioni diverse nel nostro corpo.

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

L’algoritmo della IA considera tutte queste ambiguità.

Cerca nella mega-rete

They all have the exact same mass

but different functions in our body.

per scoprire quali sono le connessioni tra queste masse metaboliche

Our AI algorithm considered all these ambiguities.

che causano la malattia.

It then mined that meganetwork

E grazie al modo in cui sono connesse,

to find how those metabolic masses are connected to each other

siamo in grado di dedurra a che metabolita corrisponde ogni massa,

that result in disease.

ad esempio quel 180 qui potrebbe essere il glucosio,

And because of the way they are connected,

e, cosa più importante, di scoprire

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

come i cambiamenti nel glucosio e in altri metaboliti

like that 180 could be glucose here,

portano a una malattia.

Questa nuova comprensione dei meccanismi della malattia

and, more importantly, to discover

how changes in glucose and other metabolites

ci consente di scoprire terapie efficaci indirizzate a quello.

lead to a disease.

This novel understanding of disease mechanisms

Quindi abbiamo formato una start-up per portare questa tecnologia sul mercato

then enable us to discover effective therapeutics to target that.

e per impattare sulla vita delle persone.

Io e il mio team di ReviveMed stiamo lavorando per scoprire

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

terapie per malattie per le quali i metaboliti sono i fattori chiave,

and impact people's lives.

Now my team and I at ReviveMed are working to discover

come la steatosi,

che è causata da un accumularsi di grassi,

therapeutics for major diseases that metabolites are key drivers for,

che sono tipi di metaboliti nel fegato.

Come ho detto prima, è un’enorme epidemia senza trattamento.

like fatty liver disease,

because it is caused by accumulation of fats,

E la steatosi è solo un esempio.

which are types of metabolites in the liver.

Andando avanti, affronteremo centinaia di altre malattie

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

che non hanno cura.

And fatty liver disease is just one example.

Raccogliendo sempre più dati sui metaboliti

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

e comprendendo quali cambiamenti nei metaboliti

with no treatment.

portino allo sviluppo delle malattie,

And by collecting more and more data about metabolites

i nostri algoritmi diventeranno sempre più intelligenti

and understanding how changes in metabolites

nello scoprire le giuste terapie per i giusti pazienti.

leads to developing diseases,

our algorithms will get smarter and smarter

E ci avvicineremo al nostro obiettivo:

salvare vite umane con ogni linea di codice.

to discover the right therapeutics for the right patients.

Grazie

And we will get closer to reach our vision

(Applausi)

of saving lives with every line of code.

Thank you.

(Applause)