TED2019
Leila Pirhaji: The medical potential of AI and metabolites
Лейла Пирхажи: Потенциальные возможности ИИ и метаболитов в медицине
Filmed:
Readability: 5.5
1,210,569 views
Решающим фактором многих заболеваний являются метаболиты — мелкие молекулы в нашем организме, такие как жиры, глюкоза и холестерин, — но мы до конца не знаем, что они из себя представляют и как функционируют. Предприниматель в сфере биотехнологий и участница программы TED Fellows Лейла Пирхажи рассказывает о своём плане создания сети на основе искусственного интеллекта для анализа поведения метаболитов, изучения развития заболеваний и нахождения эффективных способов их лечения.
Leila Pirhaji - Biotech entrepreneur
Leila Pirhaji uses artificial intelligence for drug discovery and the treatment of metabolic diseases. Full bio
Leila Pirhaji uses artificial intelligence for drug discovery and the treatment of metabolic diseases. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:13
In 2003,
0
1507
1889
В 2003 году,
00:15
when we sequenced the human genome,
1
3420
2913
когда было выполнено
секвенирование генома человека,
секвенирование генома человека,
00:18
we thought we would have the answer
to treat many diseases.
to treat many diseases.
2
6357
3922
все думали, что это поможет найти
способы лечения многих заболеваний.
способы лечения многих заболеваний.
00:22
But the reality is far from that,
3
10974
2657
Но на самом деле всё далеко не так,
00:26
because in addition to our genes,
4
14782
1921
потому что не только наши гены,
00:28
our environment and lifestyle
could have a significant role
could have a significant role
5
16727
4570
но и окружающая среда и наш образ
жизни значительно влияют
жизни значительно влияют
00:33
in developing many major diseases.
6
21321
2548
на развитие многих серьёзных заболеваний.
00:35
One example is fatty liver disease,
7
23893
3580
Один из примеров — стеатоз печени,
00:39
which is affecting over 20 percent
of the population globally,
of the population globally,
8
27497
4083
которым страдает более 20 процентов
населения земного шара.
населения земного шара.
00:43
and it has no treatment
and leads to liver cancer
and leads to liver cancer
9
31604
3034
Он неизлечим и прогрессирует,
приводя к раку печени
приводя к раку печени
00:46
or liver failure.
10
34662
1423
или печёночной недостаточности.
00:49
So sequencing DNA alone
doesn't give us enough information
doesn't give us enough information
11
37517
4744
Поэтому секвенирование ДНК само по себе
не даёт нам достаточно информации,
не даёт нам достаточно информации,
00:54
to find effective therapeutics.
12
42285
2232
чтобы найти эффективный курс лечения.
00:56
On the bright side, there are
many other molecules in our body.
many other molecules in our body.
13
44541
3756
С другой стороны, в нашем организме
много других молекул.
много других молекул.
01:00
In fact, there are
over 100,000 metabolites.
over 100,000 metabolites.
14
48321
3980
В нём более 100 000 метаболитов.
01:04
Metabolites are any molecule
that is supersmall in their size.
that is supersmall in their size.
15
52325
4296
Метаболиты — это очень мелкие молекулы.
01:09
Known examples are glucose,
fructose, fats, cholesterol --
fructose, fats, cholesterol --
16
57193
4972
Хорошо знакомые нам метаболиты —
это глюкоза, фруктоза, жиры, холестерин;
это глюкоза, фруктоза, жиры, холестерин;
01:14
things we hear all the time.
17
62189
1510
мы слышим о них постоянно.
01:16
Metabolites are involved
in our metabolism.
in our metabolism.
18
64273
2983
Метаболиты участвуют
в процессе обмена веществ.
в процессе обмена веществ.
01:20
They are also downstream of DNA,
19
68066
4028
Кроме этого, они находятся
по нисходящей от ДНК,
по нисходящей от ДНК,
01:24
so they carry information
from both our genes as well as lifestyle.
from both our genes as well as lifestyle.
20
72118
5082
то есть несут информацию как о генах,
так и о нашем образе жизни.
так и о нашем образе жизни.
01:29
Understanding metabolites is essential
to find treatments for many diseases.
to find treatments for many diseases.
21
77224
5649
Метаболиты критически важны для нахождения
способов лечения многих заболеваний.
способов лечения многих заболеваний.
01:34
I've always wanted to treat patients.
22
82897
2212
Я всегда хотела лечить людей.
01:37
Despite that, 15 years ago,
I left medical school,
I left medical school,
23
85934
3858
Но несмотря на это, 15 лет назад
я бросила медицинский университет,
я бросила медицинский университет,
01:41
as I missed mathematics.
24
89816
1965
потому что мне не хватало математики.
01:45
Soon after, I found the coolest thing:
25
93019
2936
Вскоре после этого я с удивлением узнала,
01:48
I can use mathematics to study medicine.
26
96692
2763
что могу использовать математику
для изучения медицины.
для изучения медицины.
01:53
Since then, I've been developing
algorithms to analyze biological data.
algorithms to analyze biological data.
27
101026
5213
С тех пор я разрабатываю алгоритмы
анализа биологических данных.
анализа биологических данных.
01:59
So, it sounded easy:
28
107092
2283
Казалось бы, это так просто:
02:01
let's collect data from all
the metabolites in our body,
the metabolites in our body,
29
109399
3601
нужно просто собрать данные
всех метаболитов в организме,
всех метаболитов в организме,
02:05
develop mathematical models to describe
how they are changed in a disease
how they are changed in a disease
30
113024
5128
разработать математические модели,
описывающие их изменения при болезни,
описывающие их изменения при болезни,
02:10
and intervene in those
changes to treat them.
changes to treat them.
31
118176
2988
и противостоять этим изменениям
в ходе лечения.
в ходе лечения.
02:14
Then I realized why no one
has done this before:
has done this before:
32
122488
3472
А потом я поняла, почему
никто не сделал этого до нас.
никто не сделал этого до нас.
02:19
it's extremely difficult.
33
127230
1687
Это очень сложно.
02:20
(Laughter)
34
128941
1087
(Смех)
02:22
There are many metabolites in our body.
35
130052
2412
В нашем организме очень много метаболитов.
02:24
Each one is different from the other one.
36
132783
2500
И все они очень разные.
02:27
For some metabolites,
we can measure their molecular mass
we can measure their molecular mass
37
135307
3728
Молекулярную массу некоторых
метаболитов можно измерить
метаболитов можно измерить
02:31
using mass spectrometry instruments.
38
139059
2593
с помощью масс-спектрометрических
инструментов.
инструментов.
02:33
But because there could be, like,
10 molecules with the exact same mass,
10 molecules with the exact same mass,
39
141676
4393
Но так как возможно такое, что у нас
будет 10 молекул с одинаковой массой,
будет 10 молекул с одинаковой массой,
мы не будем знать,
какие именно это молекулы.
какие именно это молекулы.
02:38
we don't know exactly what they are,
40
146093
1807
02:39
and if you want to clearly
identify all of them,
identify all of them,
41
147924
2774
И если мы хотим точно опознать их,
нужны дополнительные эксперименты,
на которые могут уйти десятилетия
на которые могут уйти десятилетия
02:42
you have to do more experiments,
which could take decades
which could take decades
42
150722
3104
02:45
and billions of dollars.
43
153850
1714
и миллиарды долларов.
02:48
So we developed an artificial
intelligence, or AI, platform, to do that.
intelligence, or AI, platform, to do that.
44
156207
5563
Поэтому мы разработали для этого
искусственный интеллект, или ИИ.
искусственный интеллект, или ИИ.
02:53
We leveraged the growth of biological data
45
161794
2844
Мы воспользовались ростом
биологических данных
биологических данных
02:56
and built a database of any existing
information about metabolites
information about metabolites
46
164662
4424
и создали базу данных всей существующей
информации о метаболитах
информации о метаболитах
03:01
and their interactions
with other molecules.
with other molecules.
47
169110
3128
и их взаимодействиях с другими молекулами.
03:04
We combined all this data
as a meganetwork.
as a meganetwork.
48
172262
3424
Мы объединили все эти
данные, создав мегасеть.
данные, создав мегасеть.
03:07
Then, from tissues or blood of patients,
49
175710
3396
Теперь, используя ткани и кровь пациентов,
03:11
we measure masses of metabolites
50
179130
2751
мы измеряем массу метаболитов
03:13
and find the masses
that are changed in a disease.
that are changed in a disease.
51
181905
3259
и находим те, которые изменяются
в ходе заболевания.
в ходе заболевания.
03:17
But, as I mentioned earlier,
we don't know exactly what they are.
we don't know exactly what they are.
52
185188
3190
Но, как я уже говорила, мы не знаем,
какие именно это метаболиты.
какие именно это метаболиты.
03:20
A molecular mass of 180 could be
either the glucose, galactose or fructose.
either the glucose, galactose or fructose.
53
188402
5135
Глюкоза, галактоза и фруктоза имеют
молекулярную массу 180.
молекулярную массу 180.
03:25
They all have the exact same mass
54
193561
2019
У них совершенно одинаковая масса,
03:27
but different functions in our body.
55
195604
2087
но они выполняют разные
функции в организме.
функции в организме.
03:29
Our AI algorithm considered
all these ambiguities.
all these ambiguities.
56
197715
3587
Наш алгоритм ИИ учёл
все эти неопределённости.
все эти неопределённости.
03:33
It then mined that meganetwork
57
201326
2736
Затем он прошёл по этой мегасети
03:36
to find how those metabolic masses
are connected to each other
are connected to each other
58
204086
4353
в поисках таких связей масс
метаболитов друг с другом,
метаболитов друг с другом,
03:40
that result in disease.
59
208463
1958
которые вызывают заболевание.
03:42
And because of the way they are connected,
60
210445
2238
То, как они связаны,
03:44
then we are able to infer
what each metabolite mass is,
what each metabolite mass is,
61
212707
4323
позволяет нам определить
массу каждого метаболита,
массу каждого метаболита,
03:49
like that 180 could be glucose here,
62
217054
2924
например, здесь 180 — это глюкоза,
03:52
and, more importantly, to discover
63
220002
2551
и, что особенно важно, понять,
03:54
how changes in glucose
and other metabolites
and other metabolites
64
222577
3367
как изменения глюкозы и других метаболитов
03:57
lead to a disease.
65
225968
1505
приводят к заболеваниям.
03:59
This novel understanding
of disease mechanisms
of disease mechanisms
66
227497
2995
Это новое понимание
механизмов заболеваний
механизмов заболеваний
04:02
then enable us to discover
effective therapeutics to target that.
effective therapeutics to target that.
67
230516
4492
позволяет нам находить
эффективные способы лечения.
эффективные способы лечения.
04:07
So we formed a start-up company
to bring this technology to the market
to bring this technology to the market
68
235601
3845
Мы создали стартап, чтобы вывести
эту технологию на рынок
эту технологию на рынок
04:11
and impact people's lives.
69
239470
1805
и помогать людям.
04:13
Now my team and I at ReviveMed
are working to discover
are working to discover
70
241722
3545
Я и моя команда в ReviveMed работаем
над поиском способов лечения заболеваний,
над поиском способов лечения заболеваний,
04:17
therapeutics for major diseases
that metabolites are key drivers for,
that metabolites are key drivers for,
71
245291
5105
для которых метаболиты
являются ключевыми факторами,
являются ключевыми факторами,
04:22
like fatty liver disease,
72
250420
1897
например, стеатоза печени.
04:24
because it is caused
by accumulation of fats,
by accumulation of fats,
73
252341
2924
Он вызван накоплением в печени жиров,
04:27
which are types
of metabolites in the liver.
of metabolites in the liver.
74
255289
2473
которые представляют собой
один из видов метаболитов.
один из видов метаболитов.
04:29
As I mentioned earlier,
it's a huge epidemic with no treatment.
it's a huge epidemic with no treatment.
75
257786
3940
Как я уже говорила, это серьёзная
эпидемия, и заболевание неизлечимо.
эпидемия, и заболевание неизлечимо.
04:33
And fatty liver disease
is just one example.
is just one example.
76
261750
2724
И стеатоз печени — это лишь один пример.
04:36
Moving forward, we are going to tackle
hundreds of other diseases
hundreds of other diseases
77
264498
4178
В дальнейшем мы планируем работать
с сотнями других заболеваний,
с сотнями других заболеваний,
04:40
with no treatment.
78
268700
1493
для которых пока нет лекарств.
04:42
And by collecting more and more
data about metabolites
data about metabolites
79
270217
4554
Собирая всё больше данных о метаболитах
04:46
and understanding
how changes in metabolites
how changes in metabolites
80
274795
3544
и анализируя, как изменения в них
04:50
leads to developing diseases,
81
278363
2402
приводят к заболеваниям,
04:52
our algorithms will get
smarter and smarter
smarter and smarter
82
280789
3489
наши алгоритмы будут становиться умнее
04:56
to discover the right therapeutics
for the right patients.
for the right patients.
83
284302
4196
и помогут нам находить курсы лечения
для конкретных пациентов.
для конкретных пациентов.
05:00
And we will get closer to reach our vision
84
288522
3770
Мы приблизимся к нашей цели
спасения человеческих жизней
спасения человеческих жизней
05:04
of saving lives with every line of code.
85
292316
3863
с помощью каждой строки кода.
05:08
Thank you.
86
296203
1321
Спасибо.
05:09
(Applause)
87
297548
3827
(Аплодисменты)
ABOUT THE SPEAKER
Leila Pirhaji - Biotech entrepreneurLeila Pirhaji uses artificial intelligence for drug discovery and the treatment of metabolic diseases.
Why you should listen
Leila Pirhaji is the founder of ReviveMed, an AI platform that can quickly and inexpensively characterize large numbers of metabolites (small molecules like glucose or cholesterol) from the blood, urine and tissues of patients. This allows for the detection of molecular mechanisms that lead to disease and the discovery of drugs that target these disease mechanisms.
Leila Pirhaji | Speaker | TED.com