https://frosthead.com

Un inventeur adolescent conçoit un écran d'allergie non invasif à l'aide de la génétique et de l'apprentissage automatique

L'un des premiers souvenirs d'Ayush Alag est d'avoir mordu une barre de chocolat avec des noix de cajou et de ressentir soudainement des démangeaisons à la gorge.

Pendant la plus grande partie de son enfance, le résident de Santa Clara, en Californie, a évité de manger de la noix de cajou et d’autres noix qui l’irritaient le mieux possible. À l'âge de l'école intermédiaire, ses parents et lui voulaient savoir avec certitude: avait-il une grave allergie alimentaire, comme 32 millions d'autres Américains, ou s'agissait-il simplement d'une sensibilité alimentaire? Ils ont demandé l'aide d'un allergologue, Joseph Hernandez de l'Université de Stanford.

Hernandez leur a dit que la différence entre une allergie et une sensibilité alimentaire est énorme. Dans le cas d'une sensibilité alimentaire, une personne peut réintroduire petit à petit dans son alimentation les aliments déclenchant les réactions pour renforcer son immunité. Si vous êtes allergique, cela pourrait entraîner la mort.

Hernandez a recommandé à Alag de faire d'abord un test sanguin et un test cutané, mesures habituelles pour déterminer les allergies, mais ces résultats ne sont pas concluants, ce qui est frustrant pour Alag lorsqu'il sait que certains aliments le rendent malade. Les tests sanguins et cutanés sont hypersensibles et produisent de faux positifs près de 50 à 60% du temps, selon l'organisation à but non lucratif Food Allergy Research & Education basée à McLean, en Virginie. Le seul moyen de savoir vraiment s'il était ou non allergique était de faire un défi alimentaire oral, une expérience qui pouvait être stressante et parfois traumatisante pour le patient. Pendant un défi alimentaire par voie orale, le patient mange trois petites quantités de l'allergène suspecté au cours d'une heure sous la supervision d'un médecin et d'une infirmière. Ensuite, le patient est observé pendant quatre heures après la dernière dose pour voir si des symptômes apparaissent.

Non seulement le processus médical prend du temps, mais il est risqué, en particulier pour les enfants. En cas de réaction grave, l'enfant devra être transporté dans une salle d'urgence le plus tôt possible. Les allergies alimentaires touchent environ huit pour cent des enfants et, depuis des décennies, la norme de l'industrie en matière d'alimentation orale est l'un des décès signalés. En 2017, un enfant de trois ans est décédé au cours d'un défi de routine, ce qui a surpris la communauté de la recherche sur les allergies.

Heureusement, Alag a appris qu’il n’avait pas d’allergie grave après son défi de nourriture par voie orale, mais plutôt une simple sensibilité alimentaire, et qu’il était en mesure de préparer un plan pour réintroduire dans son alimentation des aliments qui l’irritaient autrefois. Maintenant, dit-il, il peut même commander du cajou Pad Thai sans aucun problème.

«En tant que personne qui a traversé tout ce processus et qui sait quelle différence une vie peut changer de classer correctement comme sensibilisé et non allergique, cela m'a motivé à rechercher le moyen le plus sûr de diagnostiquer des allergies alimentaires. et précis », explique Alag.

Alag_Ayush_20190310_104_CA.jpg Alag présente son test d'ADN pour les allergies alimentaires à la Regeneron Science Talent Search. (Chris Ayers Photography / Société pour la science et le public)

Après son expérience, Alag, alors âgé de 14 ans, a décidé de rechercher lui-même des solutions. À l'époque, il avait appris des algorithmes à l'école. À la maison, il lisait des études antérieures qui avaient identifié des gènes spécifiques associés à certaines allergies. Poussé par son intérêt pour l'informatique, il a conçu un algorithme permettant de marquer des marqueurs génétiques liés aux allergies alimentaires en utilisant des ensembles de données accessibles au public. (Il s'est concentré sur 18 marqueurs génétiques en rapport avec ce qu'il souhaitait obtenir avec un test d'allergie.) En théorie, tout ce que vous auriez à faire est de donner un échantillon de sang et son test indiquerait si vous avez une allergie à une substance ou si ne pas. Les tests génétiques sont la direction générale sur laquelle se dirige le domaine, mais le principal obstacle à surmonter réside dans la nécessité d'une plus grande taille d'échantillon.

Maintenant, à 17 ans, il dirige sa propre société appelée Allergezy. (Son allergologue pour l'enfance, Hernandez, est maintenant un partenaire clinique d'Allergezy.) Il fait également partie des 40 meilleurs finalistes du Regeneron Science Talent Search pour les lycéens, qui se terminera ce soir avec un gala, où les gagnants seront annoncés au National Building. Musée de Washington, Regeneron distribuera un total de 1, 8 million de dollars et un premier prix de 250 000 dollars pour le prix de la première place, selon le site Web Regeneron.

«Ces enfants travaillent sur des projets qui pourraient vraiment changer des vies dans le monde entier. Dans le cas d'Ayush, il pourrait aider à améliorer le diagnostic pour le nombre croissant de personnes souffrant d'allergies alimentaires », a déclaré George Yancopoulos, président et directeur scientifique de Regeneron (autrefois finaliste du concours), dans un communiqué par courrier électronique.

La technologie d'Alag est loin d'être prête pour le marché; il a encore besoin de beaucoup de raffinage, ce qui nécessitera le séquençage d'un plus grand nombre d'échantillons d'ADN, ainsi que des tests visant à prouver sa fiabilité et sa précision. Allergezy a récemment reçu une subvention de 10 000 USD de la part de Illumina, une entreprise de recherche en génétique de la Silicon Valley, pour élargir les ensembles de données, obtenir davantage d'échantillons de sang et effectuer davantage de séquençage génétique. Maya Ajmera, présidente et directrice générale de la Society for Science & the Public, a déclaré: "Tout cela et bien plus encore est nécessaire avant que le processus d'approbation de la FDA ne soit abordé." Il est l'un des neuf finalistes de Regeneron à avoir demandé un brevet. une déclaration par email.

«L'algorithme d'apprentissage automatique d'Ayush, qui permet de diagnostiquer en toute sécurité une allergie alimentaire à partir du profil sanguin d'un patient, peut potentiellement avoir un impact réel sur la vie des gens», déclare Ajmera.

Et c'est exactement ce que Alag espère faire un jour. Il explique à quel point il est soulagé de ne pas vivre avec la peur constante de réagir face à la nourriture devant lui et il souhaite simplement que les autres éprouvent le même sentiment de liberté.

«C'est beaucoup plus facile maintenant pour moi et toute ma famille, et le changement de style de vie est bien meilleur», dit Alag.

Mais, une chose à la fois. Tout d'abord, il doit déterminer où il va au collège.

Un inventeur adolescent conçoit un écran d'allergie non invasif à l'aide de la génétique et de l'apprentissage automatique