https://frosthead.com

Teen Inventor проектира неинвазивен екран за алергия, използвайки генетиката и машинното обучение

Един от най-ранните спомени на Аюш Алаг е да се захапе в шоколадов бар с ядки кашу и внезапно да почувства, че гърлото му сърбя.

През по-голямата част от детството си жителят на Санта Клара, Калифорния избягваше да яде каквото и да е с кашу и други ядки, които предизвикаха дразнене възможно най-добре. До средните си училищни години той и родителите му искаха да знаят със сигурност: имаше ли сериозна хранителна алергия, като 32 милиона други американци, или беше просто чувствителност към храна? Потърсиха помощта на алерголог Джоузеф Ернандес от университета в Станфорд.

Ернандес им каза, че разликата между алергия и чувствителност към храна е огромна. В случай на чувствителност към храната, човек може бавно да въведе храната, която предизвиква реакция, обратно в диетата си, за да изгради имунитет. Ако сте алергични обаче, това може да доведе до смърт.

Ернандес препоръча Алаг първо да вземе кръвен тест и кожен тест, и двете типични мерки за определяне на алергиите, но тези резултати бяха неубедителни, което беше разочароващо за Алаг, когато разбра, че яденето на определени храни го влошава. Кръвните и кожни тестове са свръхчувствителни и дават фалшиви положителни резултати почти от 50 до 60 процента от времето, според нестопанската Food Allergy Research & Education със седалище в McLean, Вирджиния. Единственият начин наистина да разберем дали е алергичен или не, е да се направи предизвикателство за орална храна, преживяване, което може да бъде стресиращо и понякога травмиращо за пациента. По време на орално хранително предизвикателство пациентът изяжда три малки количества от предполагаемия алерген в продължение на един час под наблюдението на лекар и медицинска сестра. Тогава пациентът се наблюдава четири часа след последната доза, за да се види дали се появяват симптоми.

Процесът не само отнема време за медицински доставчик, но е и рисков, особено за деца. Ако възникне тежка реакция, детето ще трябва да бъде транспортирано до спешно отделение възможно най-скоро. Хранителните алергии засягат приблизително осем процента от децата, а през десетилетия предизвикателствата за орална храна като индустриален стандарт има само един доклад за смъртност. През 2017 г. тригодишен умира по време на рутинно предизвикателство, стряскащо общността на изследванията за алергии.

За щастие, Алаг научи, че не е имал сериозна алергия след предизвикателството си към устната храна, а по-скоро проста чувствителност към храната и е успял да направи план за повторно въвеждане на храна, която преди това предизвиква дразнене обратно в диетата му. Сега, казва той, може дори да си поръча кашу Pad Thai без никакви проблеми.

„Тъй като някой, който е преминал през целия този процес и знае каква промяна в живота може да бъде правилно да бъде класифициран като сенсибилизиран и не алергичен, ме мотивира да изследвам дали има начин да диагностицирам хранителни алергии, който е и безопасен и точно “, обяснява Алаг.

Alag_Ayush_20190310_104_CA.jpg Alag представя своя ДНК тест за хранителни алергии при търсенето на Regeneron Science Talent. (Крис Айърс Фотография / Общество за наука и общество)

След опита си, тогава Алаг, тогава реши да търси решения сам. По онова време той е учил за алгоритмите в училище. Вкъщи той четеше предишни изследвания, които идентифицираха специфични гени, свързани с определени алергии. Воден от интереса си към компютърните науки, той разработи алгоритъм, който успешно маркира генетични маркери, свързани с хранителни алергии, използвайки публично достъпни набори от данни. (Той се съсредоточи върху 18 генетични маркера, които бяха от значение за това, което той искаше да постигне с тест за алергия.) На теория, всичко, което трябва да направите, е да дадете кръвна проба и неговият тест ще покаже дали имате алергия към определено вещество или не. Генетичното тестване е общата посока, в която се оглавява полето, но основната пречка, която стои на пътя, е необходимостта от по-голям размер на извадката.

Сега, на 17 години, той ръководи собствена компания, наречена Allergezy. (Неговият детски алерголог Ернандес вече е клиничен партньор с Алержези.) Той е и топ 40 финалист на Regeneron Science Talent Search за средношколци, който приключва тази вечер с гала, където победителите ще бъдат обявени в Националната сграда Музей във Вашингтон, DC Regeneron ще разпредели общо 1, 8 милиона долара с основна награда от 250 000 долара за награда за първо място, според уебсайта на Regeneron.

„Тези деца работят по проекти, които наистина биха могли да променят живота по целия свят. В случая на Ayush, той би могъл да помогне за подобряване на диагнозата за нарастващия брой хора, страдащи от хранителни алергии ", казва Джордж Янкопулос, президент и главен научен директор на Regeneron (който също веднъж беше финалист в конкурса), в изявление по имейл.

Технологията на Alag далеч не е готова за пазара; тя все още се нуждае от много рафиниране, което ще изисква последователност на повече ДНК проби и тестване, за да се докаже, че е надежден и точен. Наскоро Allergezy получи безвъзмездна помощ от 10 000 долара от стартиращия Illumina за генетични изследвания в Силиконовата долина, за да разшири наборите от данни, да получи повече кръвни проби и да направи повече генетични секвенции. (Всичко това и много повече трябва да се случи, преди да се приближат до процеса на одобрение на FDA.) Той е един от деветте финалисти на Regeneron, подали заявление за патент, отбелязва Мая Аймера, президент и изпълнителен директор на Обществото за наука и общество, в изявление по имейл.

„Алгоритъмът за машинно обучение на Ayush, който може безопасно да диагностицира хранителна алергия от кръвния профил на пациента, има потенциал да окаже реално влияние върху живота на хората“, казва Аймера.

И точно това се надява Алаг някой ден. Той обяснява колко облекчение е за него да не живее с постоянния страх, че може да има реакция към храната пред себе си, а той просто иска другите да изпитат същото чувство на свобода.

"Сега за мен и цялото ми семейство е много по-лесно и това е много по-добра промяна в начина на живот", казва Алаг.

Но едно по едно. Първо, той трябва да разбере къде отива в колежа.

Teen Inventor проектира неинвазивен екран за алергия, използвайки генетиката и машинното обучение