The medical potential of AI and metabolites | Leila Pirhaji

Translator: sozyar sd Reviewer: Daban Q Jaff

In 2003,

لە ساڵی 2013دا

when we sequenced the human genome,

کاتێک جیناتی مرۆڤمان زنجیرە کرد،

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

پێمان وابوو وەڵامێکمان بۆ چارەسەرکدنی زۆر نەخۆشی دەبێت.

But the reality is far from that,

بەڵام ڕاستییەکە لەوەوە دوورە،

because in addition to our genes,

چونکە بە زیاد کردن بۆ جیناتمان،

our environment and lifestyle could have a significant role

ژینگەکەمان و شێوازی ژیانمان دەورێکی گرنگی هەیە

in developing many major diseases.

لە بەرەو پێشچونی چەند نەخۆشییەک.

One example is fatty liver disease,

وەکو نموونەیەک بۆ ئەوە نەخۆشی چەوری جگەرە،

which is affecting over 20 percent of the population globally,

کە لەسەدا٢٠ ی دانیشتوان لەسەر ئاستی جیهان توشی دەبن،

and it has no treatment and leads to liver cancer

و هیچ چارەسەرێکی نییە و دەبێت بە شێرپەنجەی جگەر

or liver failure.

یان لە ئیش کەوتنی جگەر.

So sequencing DNA alone doesn't give us enough information

کەواتە زنجیرەکردنی دی ئێن ئەی بە تەنها زانیاری تەواومان ناداتێ

to find effective therapeutics.

بۆ دۆزینەوەی چارەسەرە کاریگەرەکان.

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

لە لایەکی دیکەوە، چەند گەردێکی دیکە لەناو لەشماندا هەن.

In fact, there are over 100,000 metabolites.

لە ڕاستیدا ،سەروو ١٠٠،٠٠٠ ماددەی ماددە زیندەگییەکان هەیە.

Metabolites are any molecule that is supersmall in their size.

گەردە زیندەگییەکان، ئەو گەردانەن کە قەبارەیان ئەوپەڕی بچووکە.

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

گلوکۆز، فرەکتۆز(جۆرەکانی شەکر) و کۆلیسترۆل نموونەی ناسراون--

things we hear all the time.

شتانێک ئێمە هەموکات دەیبیستین.

Metabolites are involved in our metabolism.

ماددە زیندەگییەکان بەشدارن لەکرداری مێتابۆلیزم.

They are also downstream of DNA,

ئەوانیش وەک دی ئێن ئەین،

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

کەواتە زانیاریەکان لە جینات و شێوازی ژیانمانەوە وەردەگرن.

Understanding metabolites is essential to find treatments for many diseases.

تێگەیشتنی ماددە زیندەگییەکان بنچینەیە بۆ دۆزینەوەی چارەسەری زۆربەی نەخۆشییەکان.

I've always wanted to treat patients.

من هەمیشە چارەسەری نەخۆشەکانم ویستووە.

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

بیجگە لەوەش، ۱٥ساڵ لەمەوبەر وازم لەخویندنی پزیشکی هێنا،

as I missed mathematics.

وەک چۆن بیرکاریم لە دەستدا.

Soon after, I found the coolest thing:

هەر زوو دوای ئەوە، باشترین شتم دۆزیەوە:

I can use mathematics to study medicine.

دەتوانم بیرکاری بەکار بهێنم بۆ خوێندنی دەرمانسازی.

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

لەو کاتەوە، ئالگۆریزمەکانم بۆ شیکردنەوەی داتا زیندەوەرزانییەکان گەشەپێدا.

So, it sounded easy:

کەواتە، وا دیارە ئاسانە:

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

با زانیاری لە هەموو ماددە زیندەگییەکانی ناو لەشمان کۆبکەینەوە،

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

گەشەپێدانی نموونە بیرکارییەکان بۆ ڕوونکردنەوەی چۆنییەتی گۆڕانیان بۆ نەخۆشی

and intervene in those changes to treat them.

و دەست خستنە ناو ئەو گۆڕانانە بۆ چارەسەر کردنیان.

Then I realized why no one has done this before:

دواتر درکم بەوە کرد بۆچی تا ئێستە کەس ئەمەی نەکردووە:

it's extremely difficult.

ئەمە ئەوپەڕی سەختە.

(Laughter)

(پێکەنین)

There are many metabolites in our body.

زۆرماددەی زیندەگی لە جەستەماندا هەیە.

Each one is different from the other one.

هەر یەک لەوی تر جیاوازە.

For some metabolites, we can measure their molecular mass

بۆ هەندێک ماددەی زیندەگی، دەتوانین ڕێژەی گەردەکانیان بپێوین

using mass spectrometry instruments.

بە بەکارهەنانی ئامێری ڕێژە پێوی سپێکترۆمیتری.

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

بەڵام، لەبەر ئەوەی بەهەمان ڕێژە، هێندەی ١٠ گەرد دەبوون،

we don't know exactly what they are,

بە تەواوەتی نازانین ئەوان چین،

and if you want to clearly identify all of them,

و ئەگەر دەتەوێت بەڕوونی ئەوان بناسێنیت،

you have to do more experiments, which could take decades

دەبێت تاقیکردنەوەی زیاتر بکەیت، کە ئەوەش چەند ساڵێکی دەوێت

and billions of dollars.

و بلیۆنان دۆلاریش.

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

هەروەها ئێمە پەرەمان بە زیرەکییەکی دەستکرد دا، یان سەکۆی ئەی ئێل، بۆ کردنی ئەوە.

We leveraged the growth of biological data

ئێمە سودمان لە گەشەسەندنی زانیارییە زیندەوەرییەکان وەرگرت

and built a database of any existing information about metabolites

و بنیاتنانی داتابەیسێک بۆ هەر زانیاریەک کە دەربارەی ماددە زیندەگییەکان هەیە

and their interactions with other molecules.

و کارلێک کردنیان لەگەڵ گەردەکانی تر.

We combined all this data as a meganetwork.

و هەموو ئەم زانیاریانەمان یەکخست وەکو تۆڕێکی گەورە.

Then, from tissues or blood of patients,

دواتر، لە شانە یان خوێنی نەخۆشەکانەوە،

we measure masses of metabolites

ڕێژەی ماددە زیندەگییەکانمان پێوا

and find the masses that are changed in a disease.

و ئەو ڕێژانەمان دۆزییەوە کە دەگۆڕان بۆ نەخۆشی.

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

بەڵام، وەکو پێشتر ئاماژەم پێدا، ئێمە بە تەواوی نازانین ئەوان چین.

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

گەردی قەبارە ١٨٠لەوانەیە، گلوکۆز، گالاکتۆز یان فرەکتۆز بێت.

They all have the exact same mass

هەمویان ڕێژەیەکی تەواو وەک یەکیان هەیە

but different functions in our body.

بەڵام ئەرکی جیاواز لە لەشماندا.

Our AI algorithm considered all these ambiguities.

سیستەمی ئەی ئێڵ ئەلگۆریزمەکەمان ڕەچاوی هەمو ئەو ناڕوونیانەی کردووە.

It then mined that meganetwork

دواتر ئەو تۆڕە گەورەی بەکارهێنا

to find how those metabolic masses are connected to each other

بۆ دۆزینەوەی ئەوەی چۆن ڕێژەی ماددە زیندەگەیەکان پێکەوە دەبەسترێن

that result in disease.

کە دەرئەنجامەکەی دەبێت بە نەخۆشی.

And because of the way they are connected,

و بەهۆی ئەو ڕێگەیەی پێکەوە بەستراون،

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

دەتوانین بۆمان دەربکەوەت، ڕێژەی هەر ماددە زیندەگەییەک چەندە،

like that 180 could be glucose here,

وەکو ئەوە کە ١٨٠ دەبێت لێرە شەکری گلوکۆز بێت،

and, more importantly, to discover

و، لەوە گرنگتر، بۆ دۆزینەوە ئەمەیە:

how changes in glucose and other metabolites

چۆن گۆڕان لە گلوکۆز و گەردە زیندەگەییەکانی تر

lead to a disease.

دەبن بە نەخۆشی

This novel understanding of disease mechanisms

ئەم تێگەیشتنە نوێیەی ڕێگەکانی کارکردنی نەخۆشی

then enable us to discover effective therapeutics to target that.

دواتر وامان لێدەکات چارەسەرە کاریگەرەکان بۆ ئەو مەبەستە بدۆزینەوە.

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

کارگەیەکی تازەمان بۆ هێنانە بازاڕی ئەو تەکنەلۆژیایە پێک هێنا

and impact people's lives.

و کار دەکاتە سەر ژیانی خەڵک.

Now my team and I at ReviveMed are working to discover

ئێستا من و تیمەکەم لە (ڕێڤیمێد) کار دەکەین بۆ دۆزینەوەی

therapeutics for major diseases that metabolites are key drivers for,

چارەسەر بۆ زۆربەی نەخۆشی، کە کلیلەکەیان ماددە زیندەگەییەکانە،

like fatty liver disease,

وەکو نەخۆشی چەوری جگەر،

because it is caused by accumulation of fats,

لەبەر ئەوەی هۆکارەکەی کەڵەکەبوونی چەورییەکانە،

which are types of metabolites in the liver.

کە لە جۆری ماددە زیندەگییەکانن لە ناو جگەردا.

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

وەکو پێشتر ئاماژەم پێدا، درمێکی زۆر گەورەیە بە بێ چارەسەر.

And fatty liver disease is just one example.

و نەخۆشی چەوری جگەر تەنها نموونەیەکە.

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

بە بەردەوامبوون، ڕووبەڕووی سەدان نەخۆشی دیکە دەبینەوە

with no treatment.

بە بێ بوونی چارەسەر.

And by collecting more and more data about metabolites

و بە کۆکردنەوەی زانیاری زیاتر و زیاتر دەربارەی ماددە زیندەگییەکان

and understanding how changes in metabolites

و تێگەیشتن لەوەی ماددە زیندەگییەکان چۆن دەگۆڕێن

leads to developing diseases,

دەبن بە نەخۆشی گەشەسەندوو،

our algorithms will get smarter and smarter

بەمەش سیستەمە ئەلگۆریزمەکەمان زیرەکترو زیرەکتر دەبێت

to discover the right therapeutics for the right patients.

بۆ دۆزینەوەی چارەسەری گونجاو بۆ نەخۆشی گونجاو.

And we will get closer to reach our vision

و ئێمە لە گەیشتن بە وەشانی پاراستنی ژیانی

of saving lives with every line of code.

خۆمان نزیکتر دەبینەوە لە هەر هێڵێکی کۆد.

Thank you.

(سوپاس)

(Applause)

(چەپڵەی ئامادەبوان)