Un adolescent utilise le calcul appris grâce au MITx pour mieux comprendre son traitement contre le cancer | Actualités du MIT

Lorsque Dustin Liang a reçu un diagnostic de leucémie lymphoblastique aiguë à cellules T en juin, le cancer a consumé sa vie. Mais malgré un séjour d’un mois à l’hôpital, des traitements de chimiothérapie agressifs et des maux de tête, de la fatigue, une perte d’appétit et des nausées persistants, le lycéen de 17 ans s’est inscrit à Mélangerclasse 18.01.1x (Calcul 1A : Différenciation).

Mélanger, qui fait partie de MIT Open Learning, propose des centaines de cours en ligne ouverts et massifs de haute qualité, adaptés de la salle de classe du MIT pour les apprenants du monde entier. Le cours Calcul 1A : Différenciation a été conçu et créé par le Département de mathématiques et offert dans le cadre du Mélanger programme. Liang a suivi le cours gratuit cet été entre les séances de traitement et les examens médicaux afin de pouvoir satisfaire aux exigences de quatre ans en mathématiques pour obtenir son diplôme d’un lycée du Massachusetts – un accord qu’il a conclu avec son école.

En classe, Liang a appris à différencier des fonctions et à faire des approximations linéaires et quadratiques. Il a ensuite appliqué ces connaissances pour estimer son nombre de cellules sanguines. “J’étais dans un lit d’hôpital lorsque j’ai vu le médecin dessiner un graphique de mes neutrophiles sur un tableau blanc, et j’ai pensé qu’on pourrait y appliquer une approximation quadratique pour estimer mon nombre de cellules sanguines à un certain moment dans le futur”, se souvient Liang. . “J’en ai parlé aux médecins, et ils m’ont dit que c’était une bonne idée mais qu’ils n’avaient pas actuellement la technologie pour le faire.”

Lorsque les médecins effectuent des analyses de sang sur un patient, ils examinent plusieurs numérations cellulaires. Trois d’entre eux sont particulièrement importants pour les patients atteints de cancer : l’hémoglobine, qui est la protéine des globules rouges responsable de l’apport d’oxygène aux tissus ; les plaquettes, de minuscules cellules sanguines qui aident le corps à former des caillots pour arrêter le saignement ; et les neutrophiles, un type de globules blancs qui aident le corps à combattre les infections.

« Une chimiothérapie intensive tue toutes les cellules, qu’elles soient bonnes ou mauvaises », explique Thomas Liang MS ’97, le père de Dustin Liang. «Nous avons interrogé le médecin à plusieurs reprises sur le nadir [the lowest value of the neutrophil count after drug administration], mais les médecins ne pouvaient pas prédire quand Dustin y arriverait. L’anxiété était assez forte.

Alors que Liang était dans l’unité de soins intensifs, ses médecins ont ordonné des analyses de sang toutes les heures pour avoir une idée plus précise de son nombre de cellules sanguines. Être capable de prédire le nombre de cellules sanguines permet aux médecins de gérer avec plus de précision la prochaine procédure de traitement, et aux patients et à leurs soignants d’être plus prudents et de se préparer au prochain traitement.

Prédire le nombre de neutrophiles grâce aux mathématiques

Après avoir été hospitalisée pendant des semaines, Liang avait hâte de rentrer chez elle. Il avait les yeux rivés sur son nombre absolu de neutrophiles, qui devait atteindre 1 000 par microlitre de sang pour que Liang puisse sortir.

En calcul 1A, Liang apprenait à prédire la valeur dans un futur proche d’une fonction à l’aide de méthodes d’approximation linéaire ou quadratique. Après avoir consulté le dossier médical de ses neutrophiles, Liang a émis l’hypothèse qu’il pourrait utiliser une approximation quadratique pour prédire son nombre de neutrophiles.

« Étant donné une série de points de numération des cellules sanguines, une fonction peut être modélisée », explique Liang. “Ainsi, prédire un point futur non loin est mathématiquement réalisable.”

Déterminé à tester son idée, Liang a appelé son mentor, Jiawen Sun, qui travaille dans une bourse de valeurs londonienne en tant qu’analyste commercial simulant et modélisant le comportement du marché boursier. Sun a aidé Liang à créer un graphique pour estimer le nombre de neutrophiles de Liang à un moment donné. Lorsque Liang a comparé le graphique aux résultats de ses analyses de sang, il a constaté que le calcul fonctionnait.

« J’ai pu prédire le nombre de cellules sanguines. C’était un peu éloigné, mais assez proche », dit Liang. « La simulation de la fonction des cellules sanguines présente certains défis. Cependant, le nombre de cellules sanguines humaines s’est avéré plus facile à simuler que le marché boursier.

Maintenant, Liang travaille sur un modèle plus précis pour le nombre de neutrophiles, basé sur les informations qu’il a reçues des médecins du Dana-Farber Cancer Institute. Il espère utiliser les données d’autres patients atteints de cancer pour tester son modèle ; cependant, beaucoup plus de travail sera nécessaire pour déterminer si ce type de modèle peut être utilisé sur d’autres patients.

“Si cela fonctionne, cela atténuera une partie de l’anxiété des patients atteints de cancer et leur rendra la vie un peu plus facile”, a déclaré Liang. « Les médecins pourront proposer des procédures plus précises pour traiter le cancer. »

À la recherche de meilleures options de traitement

Liang a terminé le calcul 1A : différenciation en septembre et a reçu une note de 100 % à son examen final. « Mon autre chimio avait commencé et je me sentais plutôt mal quand mon père m’a annoncé la note », se souvient-il. “Je suis fier d’avoir réussi à accomplir quelque chose pendant que je suivais une chimiothérapie.”

Liang, qui continue de suivre un traitement de chimiothérapie, s’est inscrit dans la classe 18.01.2x (Calcul 1B : Intégration) via Mélanger ce semestre d’automne. Il suit également un cours d’anglais dans son lycée. Après avoir obtenu son diplôme d’études secondaires l’année prochaine, Liang souhaite étudier en pré-médecine et devenir chercheur en cancérologie.

«J’ai toujours été très intéressé par le domaine scientifique. Ensuite, j’ai eu un cancer et je m’y suis encore plus intéressé », dit-il. «Je veux faire des recherches, trouver des moyens d’aider les gens à se débarrasser de leur cancer et d’améliorer le traitement des patients.»

Pour Thomas Liang, la survie de son fils est la première priorité. «Je veux qu’il soit un survivant prospère», dit-il. « Dustin est un enfant brillant et un prodige des échecs. Il réfléchit vite. Il est très sensible. Il ne parle pas beaucoup, mais il est très populaire parmi ses amis. C’est un enfant au bon cœur. Je suis fier de ses aspirations à devenir médecin.