The medical potential of AI and metabolites | Leila Pirhaji

Tradutor: Maurício Kakuei Tanaka Revisor: Gustavo Rocha

In 2003,

Em 2003,

when we sequenced the human genome,

quando sequenciamos o genoma humano,

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

pensamos que teríamos a resposta para tratar muitas doenças.

But the reality is far from that,

Mas a realidade está bem longe,

because in addition to our genes,

porque, além de nossos genes,

our environment and lifestyle could have a significant role

nosso ambiente e estilo de vida podem ter um papel significativo

in developing many major diseases.

no desenvolvimento de muitas doenças importantes.

One example is fatty liver disease,

Um exemplo é a esteatose hepática,

which is affecting over 20 percent of the population globally,

que afeta mais de 20% da população mundial,

and it has no treatment and leads to liver cancer

não tem tratamento e leva ao câncer hepático

or liver failure.

ou à insuficiência hepática.

So sequencing DNA alone doesn't give us enough information

O sequenciamento do DNA por si só não nos fornece informações suficientes

to find effective therapeutics.

para encontrar terapias eficazes.

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

Pelo lado positivo, há muitas outras moléculas em nosso corpo.

In fact, there are over 100,000 metabolites.

De fato, há mais de 100 mil metabólitos.

Metabolites are any molecule that is supersmall in their size.

Metabólitos são quaisquer moléculas superpequenas em tamanho.

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

Exemplos conhecidos são glicose, frutose, gorduras, colesterol,

things we hear all the time.

coisas que ouvimos o tempo todo.

Metabolites are involved in our metabolism.

Metabólitos estão envolvidos em nosso metabolismo.

They are also downstream of DNA,

Também estão em regiões do DNA

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

e carregam informações de nossos genes e também de nosso estilo de vida.

Understanding metabolites is essential to find treatments for many diseases.

Compreender os metabólitos

é fundamental para descobrir tratamentos para muitas doenças.

I've always wanted to treat patients.

Sempre quis tratar pacientes.

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

Apesar disso, há 15 anos, deixei a faculdade de medicina

as I missed mathematics.

pois eu sentia falta da matemática.

Soon after, I found the coolest thing:

Logo depois, descobri algo incrível:

I can use mathematics to study medicine.

posso usar a matemática para estudar medicina.

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

Desde então, venho desenvolvendo algoritmos para analisar dados biológicos.

So, it sounded easy:

Parecia fácil:

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

vamos coletar dados de todos os metabólitos de nosso corpo,

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

desenvolver modelos matemáticos

para descrever como eles mudam com certas doenças

and intervene in those changes to treat them.

e intervir nessas mudanças para tratá-las.

Then I realized why no one has done this before:

Foi aí que percebi por que ninguém havia feito isso antes:

it's extremely difficult.

é extremamente difícil.

(Laughter)

(Risos)

There are many metabolites in our body.

Existem muitos metabólitos em nosso corpo.

Each one is different from the other one.

Cada um é diferente do outro.

For some metabolites, we can measure their molecular mass

Para alguns metabólitos, podemos medir a massa molecular

using mass spectrometry instruments.

com instrumentos de espectrometria de massa.

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

Mas, como pode haver dez moléculas com a mesma massa,

we don't know exactly what they are,

não sabemos exatamente o que são

and if you want to clearly identify all of them,

e, se quisermos identificar todas claramente,

you have to do more experiments, which could take decades

teremos que fazer mais experimentos, o que pode levar décadas

and billions of dollars.

e custar bilhões de dólares.

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

Desenvolvemos uma plataforma de inteligência artificial, ou IA,

para fazer isso.

We leveraged the growth of biological data

Aproveitamos o crescimento de dados biológicos

and built a database of any existing information about metabolites

e construímos um banco de dados

de qualquer informação existente sobre metabólitos

and their interactions with other molecules.

e suas interações com outras moléculas.

We combined all this data as a meganetwork.

Reunimos todos esses dados em uma megarrede.

Then, from tissues or blood of patients,

E a partir de tecidos ou sangue de pacientes,

we measure masses of metabolites

medimos massas de metabólitos

and find the masses that are changed in a disease.

e encontramos as massas que variam em uma doença.

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

Mas, como mencionei antes, não sabemos exatamente o que são.

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

Uma massa molecular de 180 poderia ser glicose, galactose ou frutose.

They all have the exact same mass

Todas têm exatamente a mesma massa,

but different functions in our body.

mas funções diferentes em nosso corpo.

Our AI algorithm considered all these ambiguities.

Nosso algoritmo de IA considerou todas essas ambiguidades

It then mined that meganetwork

e explorou essa megarrede para descobrir

to find how those metabolic masses are connected to each other

as interconexões dessas massas metabólicas

that result in disease.

que resultam em doenças.

And because of the way they are connected,

Pela maneira como estão conectadas,

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

conseguimos deduzir a massa de cada metabólito -

like that 180 could be glucose here,

como, neste exemplo, 180 poderia ser glicose -

and, more importantly, to discover

e, mais importante, descobrir

how changes in glucose and other metabolites

como mudanças na glicose e em outros metabólitos

lead to a disease.

levam a uma doença.

This novel understanding of disease mechanisms

Essa nova compreensão dos mecanismos das doenças

then enable us to discover effective therapeutics to target that.

nos permite descobrir terapias eficazes para o tratamento.

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

Assim criamos uma "startup" para levar essa tecnologia ao mercado

and impact people's lives.

e impactar a vida das pessoas.

Now my team and I at ReviveMed are working to discover

Agora, minha equipe e eu da ReviveMed estamos trabalhando para descobrir

therapeutics for major diseases that metabolites are key drivers for,

terapias para doenças importantes causadas por metabólitos,

like fatty liver disease,

como a esteatose hepática,

because it is caused by accumulation of fats,

pois é causada pelo acúmulo de gorduras,

which are types of metabolites in the liver.

que são tipos de metabólitos no fígado.

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

Como mencionei antes,

é uma epidemia enorme que não tem tratamento.

And fatty liver disease is just one example.

E a esteatose hepática é só um exemplo.

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

No futuro, lidaremos com centenas de outras doenças

with no treatment.

que não têm tratamento.

And by collecting more and more data about metabolites

Ao coletar cada vez mais dados sobre metabólitos

and understanding how changes in metabolites

e entender como as mudanças nos metabólitos

leads to developing diseases,

levam ao desenvolvimento de doenças,

our algorithms will get smarter and smarter

nossos algoritmos ficarão cada vez mais inteligentes

to discover the right therapeutics for the right patients.

para descobrir as terapias certas para os pacientes certos.

And we will get closer to reach our vision

E ficaremos mais próximos de alcançar nossa visão

of saving lives with every line of code.

de salvar vidas com cada linha de código.

Thank you.

Obrigada.

(Applause)

(Aplausos)