dì che stai guardando il Super Bowl e
vedi un annuncio per un farmaco con obbligo di prescrizione medica
li abbiamo visti tutti come colori iniziali
un quadro ottimistico delle droghe
seguirono incredibili capacità di cura
da una lunga lista di effetti collaterali
che vanno da vertigini a morte quando
qualcuno prende una droga di prescrizione
stanno anche prendendo un potenziale rischio letale
scommettere con oltre il 70% degli americani a
almeno una variabile di prescrizione
le risposte ai farmaci sono enormi
gli eventi avversi al farmaco sono problematici
responsabile di circa il 50% di tutti
Ospedale annuale tutto annuale
ricoveri ospedalieri e sono il quarto
principale causa di morte negli Stati Uniti
sono responsabili gli eventi avversi
circa 1,5 milioni all’anno
ricoveri che è il 3% di tutti
ricoveri annuali che lo significano
ogni minuto tre persone sono
ricoverato in ospedale con un farmaco avverso
reazione perché potrebbe un farmaco curare uno
persona ma avvelene un’altra che ho deciso di fare
perseguire un progetto in bioinformatica
scienza dell’analisi dei dati genetici a
esplora questa domanda che ho ipotizzato
è la risposta di una persona a un farmaco
influenzato dal loro genoma o da tutti loro
DNA per sviluppare la mia idea
Ho pensato al DNA e al funzionamento della droga
cosa ha a che fare una genetica con a
farmaci risposta una volta ingerito il
sistema digestivo abbatte un farmaco in
molecole che fluiscono attraverso il
flusso sanguigno una persona risponde a un farmaco
quando le molecole della droga si legano al corpo
molecole e innescare una certa risposta
questa procedura di risposta è nota come a
segnalazione di cellule di segnalazione autodiagnostica
i percorsi sono come meccanismi chiave di blocco
dove è la parte della molecola del farmaco
la chiave che si adatta a parte del corpo
molecola quando le molecole si legano insieme
loro aprono la porta a un fisico
risposta a un farmaco inviando un segnale
alle sostanze chimiche del corpo nel corpo chiamate
gli enzimi accelerano le reazioni tra
molecole della droga e molecole del corpo e
può quindi influire sulla segnalazione cellulare
il DNA del percorso contiene le istruzioni
perché il corpo produca enzimi enzimatici
sono fatti di proteine e il tuo set unico
di proteine è ciò che ti rende te
mutazioni o cambiamenti nel codice del DNA
potrebbe cambiare ciò che proteine ed enzimi
sono prodotti quindi un cambiamento nel
enzima potrebbe cambiare un segnale che il
la droga invia al corpo così forse gli enzimi
era in mutazioni potrebbe essere responsabile
per gli effetti collaterali quando ho letto su
sequenziamento del genoma ho pensato wow what if
c’è un modo per analizzare un genoma in
trova una mutazione quindi potrebbe esserci un
modo per correlare queste mutazioni al lato
effetti ho ricercato le mutazioni in
enzimi critici per l’ assorbimento di
droga lipitor plavix e tegretol I
concentrati su questi farmaci perché hanno
stato ben studiato utilizzando database pubblici
Ho trovato mutazioni legate al farmaco in
efficacia ed effetti collaterali come
sanguinamento eccessivo per Plavix lipitor
e tegretol
tuttavia sapere che la mutazione risolve solo
metà del problema è costituito dal codice DNA
blocchi di base conosciuti come base questi
le basi sono come l’alfabeto del DNA
codice per le proteine per sapere se c’è un
mutazione anormale in questo codice del DNA
i dottori hanno bisogno di cercare l’intero genoma
sono circa sei miliardi di basi quando vidi
questa sfida ho aggiunto alla mia ipotesi
e predetto che avrei potuto innovare a
algoritmo informatico o soluzione di problemi
procedura per trovare una mutazione questo
ho acceso la mia prossima idea che potrei innovare a
stringa di stringa di ricerca di stringa
gli algoritmi di ricerca sono computer
programmi che trovano una stringa di lettere
in un testo il genoma è il testo e il
la mutazione è la stringa come stringa
gli algoritmi di ricerca salvano la vita questi
gli algoritmi possono trovare le mutazioni permettendo
medici per cercare un database per
le mutazioni le confrontano con quelle conosciute
causare effetti collaterali e prescrivere a
forse la droga salvavita la mia innovazione
è un algoritmo di ricerca di stringhe che
trova mutazioni legate alle risposte ai farmaci
questo può aiutare a risolvere il problema di
risposte variabili ai farmaci da prescrizione
Creo un criteri di progettazione per il mio
l’innovazione deve essere funzionale
fattibile e veloce perché c’è un bisogno
per la velocità potrebbe essere un algoritmo veloce
salva-vita in situazioni di emergenza come
come sequestro o shock allergico quando il
il farmaco corretto deve essere prescritto
immediatamente per rispondere a questa esigenza mi
testato diversi algoritmi e ristretto
fino ad apostille eco Giancarlo
e ricerca di stringa di fattori di inversione
algoritmi in generale funzionano per trovare a
modello P all’interno di una squadra di apostille testuale
eco Giancarlo usa un efficiente
algoritmo per memorizzare caratteri e trovare a
combaciare invece di confrontare ogni
personaggio nel modello P con ogni
carattere nel testo T risultante in
operazioni che richiedono tempo apostille eco
Giancarlo può saltare gli allineamenti non corrispondenti
quando una partita non viene trovata, il fattore inverso
è più veloce perché usa un simile
metodo per apostille eco Giancarlo
ma memorizza i dati in modo più efficiente quindi a
tipo di array che consente al computer
per accedere rapidamente ai valori dei dati da
memoria però sapevo che l’esistente
gli algoritmi non sono riusciti a trovare una mutazione veloce
abbastanza così ho innovato le versioni parallele
di loro può essere eseguito un programma parallelo
più processori di computer come fa
il parallelismo rende un algoritmo più veloce a
programma parallelo può essere eseguito su più
elaborazione parallela dei processori di computer
è come tessere un tappeto dove è il tappeto
il compito o cercare il genoma e il
i lavoratori sono i processori se un lavoratore
fa il lavoro che potrebbe prendere quel lavoratore a
mese, ma se dieci lavoratori fanno il lavoro il
il tappeto impiegherebbe solo pochi giorni per finire
in poche parole il parallelismo lo fa
processori lavorano insieme riducendo il
runtime ho trovato che paralizzando il
algoritmi con quattro processori
accelerato ogni sequenziale del 400%
fattore inverso parallelo era il doppio del
velocità parallela dell’apostille eco
Giancarlo accelera l’originale
algoritmo di 8
per cento anche se ho ottenuto i miei risultati in
millisecondi con una base di 800.000
estratto dal cromosoma 1 ogni algoritmo
ci vorrebbero ore per correre usando un intero
genoma il genoma umano è 6 miliardi
basi lunghe che fanno un algoritmo
7,500 volte più a lungo da eseguire rispetto al mio
esperimenti
i dottori avrebbero eseguito un algoritmo per la ricerca
per più mutazioni nel complesso
genoma che potrebbe richiedere diverse ore
questo potrebbe essere troppo tardi per i pazienti in
situazioni di emergenza quindi a
algoritmo accelerato come il mio
aiuta a salvare vite permettendo ai medici di farlo
predire rapidamente la risposta di un paziente a
una droga sono diventato finalista nel
scoperta 3m giovane scienziato sfida
per questa ricerca sono stato in grado di sviluppare
la mia innovazione attraverso un’estate
mentorship con lo scienziato 3m John
Leader del settore e farmaci Henderson
tabula società di software di gestione del rischio
rasa healthcare mi ha invitato a presentare
il loro quartier generale attraverso il mio algoritmo
è stato efficace pensavo di poter migliorare
la fattibilità dal momento che la procedura per
gli ospedali per accedere ai genomi non lo sono ancora
fermamente stabilito ora la buona notizia è
il sequenziamento del genoma sta diventando più
diffuso ed era costoso da ottenere
alcuni ospedali stanno già sequenziando
genomi di ogni neonato che dimostrano il
crescente possibilità di personalizzare
medicina tuttavia che accede ai genomi e
traduzione di test medici complessi in a
la singola prescrizione rimane una sfida
Ho creato un prototipo di un grafico
interfaccia utente che mostra come immagino
usando la mia innovazione per aiutare i medici
accesso ai genomi
mostra come immagino di usare il mio
Algoritmo parallelo del fattore inverso e
software di gestione del rischio farmaco a
aiuta a salvare vite ora che sto per mostrare
tu il mio prototipo il mio prototipo proposto
consentirebbe ai medici di accedere ai genomi
trova le mutazioni e quindi collegale a
le risposte ai farmaci immaginano un paziente
collassa con un sequestro del paziente
ha bisogno di un farmaco subito il medico
entra nel candidato di diagnosi del paziente
farmaci e sequenza genoma il medico
quindi esegue il mio fattore inverso parallelo
algoritmo per ottenere informazioni su a
prescrizione potenziale nel tempo di
questo discorso di otto minuti ventiquattro
le persone sono state ricoverate in ospedale con un avverso
reazione alla droga la mia innovazione ha il
potenziale per ridurli
ricoveri ospedalieri e miglioramento della salute entro
avanzando nel campo del personalizzato
medicina immagino un futuro dove
il trattamento è su misura per la propria
genoma individuale dove qualcuno può prendere
una droga e non solo sperare ma aspettarsi
un risultato positivo bioinformatico
una ricerca simile alla mia può presto
trasformare questa visione in realtà da
permettendo ai medici di rendere la pillola adatta
il malato grazie
[Applausi]
vedi un annuncio per un farmaco con obbligo di prescrizione medica
li abbiamo visti tutti come colori iniziali
un quadro ottimistico delle droghe
seguirono incredibili capacità di cura
da una lunga lista di effetti collaterali
che vanno da vertigini a morte quando
qualcuno prende una droga di prescrizione
stanno anche prendendo un potenziale rischio letale
scommettere con oltre il 70% degli americani a
almeno una variabile di prescrizione
le risposte ai farmaci sono enormi
gli eventi avversi al farmaco sono problematici
responsabile di circa il 50% di tutti
Ospedale annuale tutto annuale
ricoveri ospedalieri e sono il quarto
principale causa di morte negli Stati Uniti
sono responsabili gli eventi avversi
circa 1,5 milioni all’anno
ricoveri che è il 3% di tutti
ricoveri annuali che lo significano
ogni minuto tre persone sono
ricoverato in ospedale con un farmaco avverso
reazione perché potrebbe un farmaco curare uno
persona ma avvelene un’altra che ho deciso di fare
perseguire un progetto in bioinformatica
scienza dell’analisi dei dati genetici a
esplora questa domanda che ho ipotizzato
è la risposta di una persona a un farmaco
influenzato dal loro genoma o da tutti loro
DNA per sviluppare la mia idea
Ho pensato al DNA e al funzionamento della droga
cosa ha a che fare una genetica con a
farmaci risposta una volta ingerito il
sistema digestivo abbatte un farmaco in
molecole che fluiscono attraverso il
flusso sanguigno una persona risponde a un farmaco
quando le molecole della droga si legano al corpo
molecole e innescare una certa risposta
questa procedura di risposta è nota come a
segnalazione di cellule di segnalazione autodiagnostica
i percorsi sono come meccanismi chiave di blocco
dove è la parte della molecola del farmaco
la chiave che si adatta a parte del corpo
molecola quando le molecole si legano insieme
loro aprono la porta a un fisico
risposta a un farmaco inviando un segnale
alle sostanze chimiche del corpo nel corpo chiamate
gli enzimi accelerano le reazioni tra
molecole della droga e molecole del corpo e
può quindi influire sulla segnalazione cellulare
il DNA del percorso contiene le istruzioni
perché il corpo produca enzimi enzimatici
sono fatti di proteine e il tuo set unico
di proteine è ciò che ti rende te
mutazioni o cambiamenti nel codice del DNA
potrebbe cambiare ciò che proteine ed enzimi
sono prodotti quindi un cambiamento nel
enzima potrebbe cambiare un segnale che il
la droga invia al corpo così forse gli enzimi
era in mutazioni potrebbe essere responsabile
per gli effetti collaterali quando ho letto su
sequenziamento del genoma ho pensato wow what if
c’è un modo per analizzare un genoma in
trova una mutazione quindi potrebbe esserci un
modo per correlare queste mutazioni al lato
effetti ho ricercato le mutazioni in
enzimi critici per l’ assorbimento di
droga lipitor plavix e tegretol I
concentrati su questi farmaci perché hanno
stato ben studiato utilizzando database pubblici
Ho trovato mutazioni legate al farmaco in
efficacia ed effetti collaterali come
sanguinamento eccessivo per Plavix lipitor
e tegretol
tuttavia sapere che la mutazione risolve solo
metà del problema è costituito dal codice DNA
blocchi di base conosciuti come base questi
le basi sono come l’alfabeto del DNA
codice per le proteine per sapere se c’è un
mutazione anormale in questo codice del DNA
i dottori hanno bisogno di cercare l’intero genoma
sono circa sei miliardi di basi quando vidi
questa sfida ho aggiunto alla mia ipotesi
e predetto che avrei potuto innovare a
algoritmo informatico o soluzione di problemi
procedura per trovare una mutazione questo
ho acceso la mia prossima idea che potrei innovare a
stringa di stringa di ricerca di stringa
gli algoritmi di ricerca sono computer
programmi che trovano una stringa di lettere
in un testo il genoma è il testo e il
la mutazione è la stringa come stringa
gli algoritmi di ricerca salvano la vita questi
gli algoritmi possono trovare le mutazioni permettendo
medici per cercare un database per
le mutazioni le confrontano con quelle conosciute
causare effetti collaterali e prescrivere a
forse la droga salvavita la mia innovazione
è un algoritmo di ricerca di stringhe che
trova mutazioni legate alle risposte ai farmaci
questo può aiutare a risolvere il problema di
risposte variabili ai farmaci da prescrizione
Creo un criteri di progettazione per il mio
l’innovazione deve essere funzionale
fattibile e veloce perché c’è un bisogno
per la velocità potrebbe essere un algoritmo veloce
salva-vita in situazioni di emergenza come
come sequestro o shock allergico quando il
il farmaco corretto deve essere prescritto
immediatamente per rispondere a questa esigenza mi
testato diversi algoritmi e ristretto
fino ad apostille eco Giancarlo
e ricerca di stringa di fattori di inversione
algoritmi in generale funzionano per trovare a
modello P all’interno di una squadra di apostille testuale
eco Giancarlo usa un efficiente
algoritmo per memorizzare caratteri e trovare a
combaciare invece di confrontare ogni
personaggio nel modello P con ogni
carattere nel testo T risultante in
operazioni che richiedono tempo apostille eco
Giancarlo può saltare gli allineamenti non corrispondenti
quando una partita non viene trovata, il fattore inverso
è più veloce perché usa un simile
metodo per apostille eco Giancarlo
ma memorizza i dati in modo più efficiente quindi a
tipo di array che consente al computer
per accedere rapidamente ai valori dei dati da
memoria però sapevo che l’esistente
gli algoritmi non sono riusciti a trovare una mutazione veloce
abbastanza così ho innovato le versioni parallele
di loro può essere eseguito un programma parallelo
più processori di computer come fa
il parallelismo rende un algoritmo più veloce a
programma parallelo può essere eseguito su più
elaborazione parallela dei processori di computer
è come tessere un tappeto dove è il tappeto
il compito o cercare il genoma e il
i lavoratori sono i processori se un lavoratore
fa il lavoro che potrebbe prendere quel lavoratore a
mese, ma se dieci lavoratori fanno il lavoro il
il tappeto impiegherebbe solo pochi giorni per finire
in poche parole il parallelismo lo fa
processori lavorano insieme riducendo il
runtime ho trovato che paralizzando il
algoritmi con quattro processori
accelerato ogni sequenziale del 400%
fattore inverso parallelo era il doppio del
velocità parallela dell’apostille eco
Giancarlo accelera l’originale
algoritmo di 8
per cento anche se ho ottenuto i miei risultati in
millisecondi con una base di 800.000
estratto dal cromosoma 1 ogni algoritmo
ci vorrebbero ore per correre usando un intero
genoma il genoma umano è 6 miliardi
basi lunghe che fanno un algoritmo
7,500 volte più a lungo da eseguire rispetto al mio
esperimenti
i dottori avrebbero eseguito un algoritmo per la ricerca
per più mutazioni nel complesso
genoma che potrebbe richiedere diverse ore
questo potrebbe essere troppo tardi per i pazienti in
situazioni di emergenza quindi a
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predire rapidamente la risposta di un paziente a
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per questa ricerca sono stato in grado di sviluppare
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Leader del settore e farmaci Henderson
tabula società di software di gestione del rischio
rasa healthcare mi ha invitato a presentare
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la fattibilità dal momento che la procedura per
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fermamente stabilito ora la buona notizia è
il sequenziamento del genoma sta diventando più
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alcuni ospedali stanno già sequenziando
genomi di ogni neonato che dimostrano il
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medicina tuttavia che accede ai genomi e
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la singola prescrizione rimane una sfida
Ho creato un prototipo di un grafico
interfaccia utente che mostra come immagino
usando la mia innovazione per aiutare i medici
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mostra come immagino di usare il mio
Algoritmo parallelo del fattore inverso e
software di gestione del rischio farmaco a
aiuta a salvare vite ora che sto per mostrare
tu il mio prototipo il mio prototipo proposto
consentirebbe ai medici di accedere ai genomi
trova le mutazioni e quindi collegale a
le risposte ai farmaci immaginano un paziente
collassa con un sequestro del paziente
ha bisogno di un farmaco subito il medico
entra nel candidato di diagnosi del paziente
farmaci e sequenza genoma il medico
quindi esegue il mio fattore inverso parallelo
algoritmo per ottenere informazioni su a
prescrizione potenziale nel tempo di
questo discorso di otto minuti ventiquattro
le persone sono state ricoverate in ospedale con un avverso
reazione alla droga la mia innovazione ha il
potenziale per ridurli
ricoveri ospedalieri e miglioramento della salute entro
avanzando nel campo del personalizzato
medicina immagino un futuro dove
il trattamento è su misura per la propria
genoma individuale dove qualcuno può prendere
una droga e non solo sperare ma aspettarsi
un risultato positivo bioinformatico
una ricerca simile alla mia può presto
trasformare questa visione in realtà da
permettendo ai medici di rendere la pillola adatta
il malato grazie
[Applausi]
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