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Teen Inventor progetta lo schermo non invasivo di allergia usando la genetica e l'apprendimento automatico

Uno dei primi ricordi di Ayush Alag è quello di mordere una barretta di cioccolato con anacardi e improvvisamente sentire prurito alla gola.

Per la maggior parte della sua infanzia, il residente di Santa Clara, in California, ha evitato di mangiare qualsiasi cosa con anacardi e altre noci che causasse l'irritazione nel miglior modo possibile. Durante i suoi anni di scuola media, lui e i suoi genitori volevano sapere con certezza: aveva una grave allergia alimentare, come 32 milioni di altri americani, o era solo una sensibilità alimentare? Hanno cercato l'aiuto di un allergologo, Joseph Hernandez dell'Università di Stanford.

Hernandez ha detto loro che la differenza tra un'allergia e una sensibilità alimentare è enorme. Nel caso della sensibilità alimentare, una persona può lentamente introdurre il cibo che scatena la reazione nella sua dieta a poco a poco per costruire l'immunità. Se sei allergico, tuttavia, ciò potrebbe provocare la morte.

Hernandez ha raccomandato ad Alag di fare prima un esame del sangue e un esame della pelle, entrambe misure tipiche nel determinare le allergie, ma quei risultati erano inconcludenti, il che è stato frustrante per Alag quando ha saputo che mangiare determinati cibi lo faceva ammalare. I test del sangue e della pelle sono iper-sensibili e producono falsi positivi quasi dal 50 al 60 percento delle volte, secondo la Food Allergy Research & Education senza scopo di lucro con sede a McLean, in Virginia. L'unico modo per sapere se era allergico o meno era fare una sfida al cibo orale, un'esperienza che può essere stressante e occasionalmente traumatizzante per il paziente. Durante una sfida alimentare orale, il paziente mangia tre piccole quantità di allergene sospetto nel corso di un'ora sotto la supervisione di un medico e un'infermiera. Quindi il paziente viene osservato per quattro ore dopo l'ultima dose per vedere se si manifestano i sintomi.

Il processo non solo richiede tempo per un medico, ma è anche rischioso, soprattutto per i bambini. Se si verifica una reazione grave, il bambino dovrà essere trasportato al pronto soccorso il prima possibile. Le allergie alimentari colpiscono circa l'8% dei bambini e in decenni di sfide alimentari orali essendo uno standard del settore, è stata segnalata solo una fatalità. Nel 2017, un bambino di tre anni è morto durante una sfida di routine, sorprendendo la comunità di ricerca sulle allergie.

Per fortuna, Alag ha appreso che non aveva avuto un'allergia grave dopo la sua sfida con il cibo orale, ma piuttosto una semplice sensibilità alimentare e che era in grado di elaborare un piano per reintrodurre il cibo che gli causava irritazione nella sua dieta. Ora, dice, può persino ordinare l'anacardio Pad Thai senza alcun problema.

“Essendo qualcuno che ha attraversato l'intero processo e sa quale differenza può cambiare la vita se correttamente classificato come sensibilizzato e non allergico, mi ha motivato a ricercare se esiste un modo per diagnosticare allergie alimentari sicure e preciso ", spiega Alag.

Alag_Ayush_20190310_104_CA.jpg Alag presenta il suo test del DNA per le allergie alimentari al Regeneron Science Talent Search. (Chris Ayers Photography / Society for Science & the Public)

Dopo la sua esperienza, Alag, allora 14, ha deciso di cercare soluzioni da solo. A quel tempo, aveva imparato a conoscere gli algoritmi a scuola. A casa, stava leggendo studi precedenti che identificavano geni specifici associati a determinate allergie. Spinto dal suo interesse per l'informatica, ha progettato un algoritmo che contrassegna con successo marcatori genetici collegati alle allergie alimentari utilizzando set di dati disponibili al pubblico. (Si è concentrato su 18 marcatori genetici rilevanti per ciò che voleva ottenere con i test allergologici.) In teoria, tutto ciò che dovresti fare è fornire un campione di sangue e il suo test indicherebbe se hai allergie a una determinata sostanza o non. Il test genetico è la direzione generale verso la quale il campo è diretto, ma il principale ostacolo che si frappone è la necessità di una dimensione del campione maggiore.

Ora, a 17 anni, dirige la sua compagnia chiamata Allergezy. (Il suo allergologo infantile, Hernandez, è ora un partner clinico di Allergezy.) È anche tra i primi 40 finalisti del Regeneron Science Talent Search per gli anziani delle scuole superiori, che si concluderà stasera con un gala, dove i vincitori saranno annunciati al National Building Museum a Washington, DC Regeneron distribuirà un totale di $ 1, 8 milioni con un primo premio di $ 250.000 per il primo premio, secondo il sito web Regeneron.

“Questi ragazzi stanno lavorando a progetti che potrebbero davvero cambiare la vita in tutto il mondo. Nel caso di Ayush, potrebbe aiutare a migliorare la diagnosi per il crescente numero di persone che soffrono di allergie alimentari ", afferma George Yancopoulos, presidente e direttore scientifico di Regeneron (che una volta era anche finalista del concorso), in una dichiarazione via e-mail.

La tecnologia di Alag è lungi dall'essere pronta per il mercato; necessita ancora di molta raffinazione, che richiederà il sequenziamento di più campioni di DNA e test per dimostrare che è affidabile e preciso. Allergezy ha recentemente ricevuto una sovvenzione di $ 10.000 dalla startup di ricerca genetica della Silicon Valley Illumina per espandere i set di dati, ottenere più campioni di sangue e fare più sequenze genetiche. (Tutto questo e molto altro deve accadere prima di avvicinarsi al processo di approvazione della FDA.) È uno dei nove finalisti di Regeneron che hanno fatto domanda per un brevetto, osserva Maya Ajmera, presidente e CEO della Society for Science & the Public, in una dichiarazione via e-mail.

"L'algoritmo di apprendimento automatico di Ayush, che può diagnosticare in modo sicuro un'allergia alimentare dal profilo sanguigno di un paziente, ha il potenziale per avere un impatto reale sulla vita delle persone", afferma Ajmera.

Ed è esattamente quello che Alag spera di fare un giorno. Spiega quanto sia di sollievo per lui non vivere con la paura costante di poter avere una reazione al cibo di fronte a lui, e vuole solo che gli altri provino lo stesso senso di libertà.

"Ora è molto più facile per me e tutta la mia famiglia, ed è un cambiamento molto migliore nello stile di vita", afferma Alag.

Ma una cosa alla volta. Innanzitutto, deve capire dove andrà al college.

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