The medical potential of AI and metabolites | Leila Pirhaji

Tradutor: Joyce Miller Revisora: Cláudio Matos

In 2003,

Em 2003,

when we sequenced the human genome,

quando sequenciámos o genoma humano,

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

pensámos que teríamos a resposta para tratar muitas doenças.

But the reality is far from that,

Mas a realidade está muito longe disso,

because in addition to our genes,

porque, para além dos nossos genes,

our environment and lifestyle could have a significant role

o nosso ambiente e estilo de vida podem ter um papel significativo

in developing many major diseases.

no desenvolvimento de muitas doenças.

One example is fatty liver disease,

Um exemplo é a doença hepática gordurosa,

which is affecting over 20 percent of the population globally,

que afeta mais de 20% da população, a nível mundial,

and it has no treatment and leads to liver cancer

não tem tratamento e pode resultar em cancro do fígado

or liver failure.

ou insuficiência hepática.

So sequencing DNA alone doesn't give us enough information

Apenas sequenciar o ADN não nos dá informação suficiente

to find effective therapeutics.

para encontrar tratamentos eficazes.

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

Pelo lado positivo, o nosso corpo possui muitas outras moléculas.

In fact, there are over 100,000 metabolites.

Na verdade, há mais de 100 mil metabólitos.

Metabolites are any molecule that is supersmall in their size.

Os metabólitos são moléculas extremamente pequenas,

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

como a glucose, a frutose, os lipídios, o colesterol...

things we hear all the time.

coisas de que ouvimos falar a toda a hora.

Metabolites are involved in our metabolism.

Os metabólitos estão envolvidos no nosso metabolismo.

They are also downstream of DNA,

Também estão por todo o ADN,

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

por isso possuem informações

dos nossos genes e do nosso estilo de vida.

Understanding metabolites is essential to find treatments for many diseases.

Entender os metabólitos é essencial

para encontrar tratamento para muitas doenças.

I've always wanted to treat patients.

Eu sempre quis tratar pacientes.

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

Mas, há 15 anos, abandonei a faculdade de medicina,

as I missed mathematics.

porque reprovei a matemática.

Soon after, I found the coolest thing:

Pouco tempo depois, descobri uma coisa impressionante:

I can use mathematics to study medicine.

eu podia usar matemática para estudar medicina.

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

Desde então tenho criado algoritmos para analisar dados biológicos.

So, it sounded easy:

Parecia fácil,

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

vamos reunir dados de todos os metabólitos do nosso corpo,

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

criar modelos matemáticos para mostrar como as doenças os alteram

and intervene in those changes to treat them.

e intervir nessas alterações para as tratar.

Then I realized why no one has done this before:

Então percebi porque é que ninguém tinha feito isso antes.

it's extremely difficult.

É muito difícil.

(Laughter)

(Risos)

There are many metabolites in our body.

Há muitos metabólitos no nosso corpo.

Each one is different from the other one.

Todos diferentes uns dos outros.

For some metabolites, we can measure their molecular mass

Para alguns metabólitos, podemos medir a sua massa molecular

using mass spectrometry instruments.

utilizando instrumentos de espetrometria de massa.

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

Mas como pode haver 10 moléculas exatamente com a mesma massa,

we don't know exactly what they are,

não sabemos exatamente quais são,

and if you want to clearly identify all of them,

e se quisermos identificar todas,

you have to do more experiments, which could take decades

temos de fazer experiências que podem durar décadas

and billions of dollars.

e custar milhares de milhões de dólares.

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

Então desenvolvemos uma plataforma de inteligência artificial, para isso.

We leveraged the growth of biological data

Aproveitámos o crescimento dos dados biológicos

and built a database of any existing information about metabolites

e criámos uma base de dados com todas as informações dos metabólitos

and their interactions with other molecules.

e as suas interações com outras moléculas.

We combined all this data as a meganetwork.

Reunimos todos esses dados numa megarede.

Then, from tissues or blood of patients,

Depois, a partir de tecidos ou do sangue dos pacientes,

we measure masses of metabolites

medimos a massa dos metabólitos

and find the masses that are changed in a disease.

e descobrimos as massas que são alteradas na doença.

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

Mas como disse antes, não sabemos exatamente quais são.

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

Uma massa molecular de 180 pode ser glucose, galactose ou frutose.

They all have the exact same mass

Todas elas têm a mesma massa.

but different functions in our body.

mas diferentes funções no nosso organismo.

Our AI algorithm considered all these ambiguities.

O nosso algoritmo de IA considerou todas essas ambiguidades.

It then mined that meganetwork

Depois procurou padrões nessa megarede

to find how those metabolic masses are connected to each other

para descobrir como essas massas metabólicas se ligam umas às outras

that result in disease.

para causarem doenças.

And because of the way they are connected,

Ao saber como estão ligadas,

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

podemos deduzir qual é a massa do metabólito

like that 180 could be glucose here,

— como esse 180 aqui poderá ser glucose —

and, more importantly, to discover

e mais importante, descobrir

how changes in glucose and other metabolites

como as alterações na glucose e noutros metabólitos

lead to a disease.

conduzem a uma doença.

This novel understanding of disease mechanisms

Esta nova compreensão dos mecanismos das doenças

then enable us to discover effective therapeutics to target that.

vai-nos permitir explorar terapias eficazes para as tratar.

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

Então formámos uma "startup" para levar esta tecnologia para o mercado

and impact people's lives.

e causar impacto na vida das pessoas.

Now my team and I at ReviveMed are working to discover

Eu e a minha equipa na ReviveMed estamos a trabalhar para descobrir

therapeutics for major diseases that metabolites are key drivers for,

terapias para as principais doenças da responsabilidade de metabólitos,

like fatty liver disease,

como a doença hepática gordurosa,

because it is caused by accumulation of fats,

pois é causada pela acumulação 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 já disse, é uma grande epidemia sem tratamento.

And fatty liver disease is just one example.

A doença hepática gordurosa é apenas um exemplo.

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

No futuro, iremos combater centenas de outras doenças

with no treatment.

sem tratamento.

And by collecting more and more data about metabolites

Ao reunir cada vez mais dados sobre metabólitos

and understanding how changes in metabolites

e compreender como as alterações nos metabólitos

leads to developing diseases,

causam as doenças,

our algorithms will get smarter and smarter

os nossos algoritmos ficam 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 vamos conseguir aproximar-nos da nossa visão

of saving lives with every line of code.

de salvar vidas com cada linha de código.

Thank you.

Obrigada.

(Applause)

(Aplausos)