ENPICOM unterstützt schnellere Erkenntnisse für die Entdeckung therapeutischer Antikörper mithilfe von AWS

Das niederländische Bioinformatik-Softwareunternehmen ENPICOM bietet leistungsstarke Datenanalysesoftware und maßgeschneiderte Lösungen zur Entschlüsselung des Immunsystems und zur Verbesserung der menschlichen Gesundheit. Dazu gehört die Verwaltung großer Datenmengen aus Proben, die typischerweise Millionen von DNA-Sequenzen generieren. Die Analyse erfordert erhebliche Mengen an Rechenleistung, was teuer sein kann. Auf der Suche nach einer kosteneffizienten Lösung, die ein sicheres Datenmanagement bietet und die Analyse beschleunigt, migrierte das Unternehmen seine cloudbasierte IGX-Plattform zu Amazon Web Services (AWS). Mithilfe von AWS hat ENPICOM die Skalierbarkeit und Leistung im Vergleich zu seinen früheren Systemen um das Dreifache verbessert. Das Unternehmen hat auch seine Innovationsfähigkeit verbessert und das Benutzererlebnis für die Wissenschaftler verbessert, die mit seiner Plattform Erkenntnisse entwickeln, die in neue Medikamente, Impfstoffe und antikörperbasierte Therapeutika umgesetzt werden können.

ENPICOM arbeitet mit Partnern zusammen, um Tools zu entwickeln und Anwendungen zu validieren, die die Lücke zwischen der Sequenzierung des Immunrepertoires (Rep-Seq) – einer Methode zum Verständnis der verschiedenen Arten von Antikörpern und Proteinen, die ein wesentlicher Bestandteil des Immunsystems eines Individuums sind – und den Erkenntnissen schließen, die zu einem besseren Verständnis des adaptiven Immunsystems führen.

Diese Erkenntnisse werden benötigt, um neue Impfstoffe zu entwickeln, neue therapeutische Moleküle zu entdecken, die Krankheiten vorbeugen, Krankheiten oder Rückfälle frühzeitig erkennen und zielgerichtete Behandlungsoptionen für Patienten mit Krebs, Immunerkrankungen und anderen schwächenden Krankheiten entwickeln können.

Die Verwaltung von Rep-Seq-Immundaten ist jedoch komplex, und die Menge der öffentlich verfügbaren Sequenzierungsdaten nimmt weiter zu. „Unsere Plattform ist aus Datenverarbeitungssicht unglaublich schwer zu bedienen“, sagt Vadim Galaktionov, Head of Software Development bei ENPICOM. „Um die Umgebung der Rep-Seq-Datenanalyse zu demokratisieren, müssen wir unseren Kunden einen wirtschaftlich nachhaltigen Service anbieten.“

Ein weiterer Grund für die Migration war die Tatsache, dass viele Kunden von ENPICOM bereits AWS nutzten und das Kunden-Onboarding und der Datenaustausch somit einfacher und effizienter wären.

Die Migration der IGX-Plattform zu AWS verlief schnell und reibungslos. Der gesamte Prozess dauerte insgesamt 6 Wochen, vom ersten Gespräch mit AWS bis zum endgültigen Cutover, und für die Verwaltung war nur ein kleines Team bei ENPICOM erforderlich. Während der Migration lief die Entwicklungsarbeit wie gewohnt weiter, mit nur wenigen Stunden Ausfallzeit.

Die IGX-Plattform läuft jetzt auf Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2), die sichere und anpassbare Rechenkapazität bietet. Sie verwendet auch Amazon Elastic Kubernetes Service (Amazon EKS), einen verwalteten Container-Service zum Ausführen und Skalieren von Kubernetes-Anwendungen, und Amazon Elastic Container Registry (Amazon ECR) zum Speichern, Freigeben und Bereitstellen von Containersoftware. ENPICOM stellte fest, dass der von AWS bereitgestellte Support und die hochwertige Dokumentation während der Migration von unschätzbarem Wert waren.

Galaktionov fiel sofort der hervorragende Support von AWS auf. „Vom ersten Moment an, als wir uns an AWS wandten, waren wir von einem unglaublich kompetenten Team von Mitarbeitern umgeben, und sie waren nicht nur daran interessiert, uns an Bord zu holen, sondern wollten uns zum Erfolg verhelfen“, sagt er. „Sie wollten die Migration erfolgreich gestalten und uns danach helfen, unser Geschäft auszubauen.“

Das ENPICOM-Team arbeitet wöchentlich und manchmal täglich mit AWS-Kundenbetreuern und Lösungsarchitekten zusammen, die sie immer an die richtigen Personen weiterleiten können, um Probleme zu lösen oder neue Funktionen bereitzustellen.

Die AWS-Implementierung umfasst verwaltete Services für die Datenebene, was laut Galaktionov die Datenbankleistung steigert. Beispielsweise können die PostgreSQL-Datenbanken von ENPICOM mithilfe des relationalen Datenbankservices Amazon Aurora bis zu dreimal schneller als zuvor ausgeführt werden, was die Verarbeitungszeiten beschleunigt. „Wenn ich mehr Leistung erzielen kann, ohne mehr technische Arbeit zu übernehmen, ist das ein Gewinn für jeden technischen Manager“, sagt Galaktionov.

Ein weiterer Vorteil der Migration zu AWS ist die einfache Verwaltung. Tag für Tag wird die AWS-Infrastruktur von nur einem einzigen Mitglied des ENPICOM-IT-Teams verwaltet. Obwohl die Migration zu AWS zu einer stärkeren Vertriebspipeline geführt hat, gab es weitaus weniger Fragen zur Unternehmensführung, sodass Galaktionov mehr Zeit für wertvollere Aspekte seiner Rolle aufwenden kann. „Jetzt kann ich mich darauf konzentrieren, unsere Softwareabteilung zu leiten und die IGX-Plattform auf das nächste Level zu heben“, sagt Galaktionov.

Die Nutzung von AWS hat auch Innovationen gefördert. Die Fähigkeiten von AWS ermöglichten die Entwicklung einer neuen, speziellen Anwendung für die IGX-Plattform. Die Anwendung bedeutet, dass Forscher ihren Pool an Antikörperkandidaten erheblich verbessern und das Risiko ihres Kandidaten-Entwicklungsprozesses verringern können.

Die Anwendung verwendet von Experten geprüfte Algorithmen, um hochrelevante Eigenschaften – sogenannte Sequenzliabilitäten – von Antikörperkandidaten vorherzusagen. Durch die Bewertung der Sequenzverbindlichkeiten können Forscher fundierte Entscheidungen darüber treffen, welche Antikörper das beste Entwicklungsprofil aufweisen und daher bei der Produktion und klinischen Entwicklung am wenigsten Schwierigkeiten bereiten. Durch die frühzeitige Suche nach Verbindlichkeiten in der Sequenzfolge werden weniger Zeit und Ressourcen für die Suche nach ungeeigneten Kandidaten verschwendet. Dies erhöht die Chance, ein neues therapeutisches Produkt erfolgreich auf den Markt zu bringen, erheblich.

Mithilfe von AWS kann ENPICOM jetzt nach Bedarf hoch- oder herabskalieren. Das Backend der IGX-Plattform kümmert sich um die rechnerische Schwerstarbeit. Dies bedeutet, dass das Unternehmen einen intuitiven, hochgradig skalierbaren Workflow bereitstellen kann, mit dem Sequenzverbindlichkeiten für Tausende von Sequenzen mit nur wenigen Klicks bewertet werden können.

ENPICOM arbeitet auch an seiner Datenschicht der nächsten Generation, die den Datenabfrage-Service Amazon Athena nutzen wird, um fast 100-mal mehr DNA-Daten zu verarbeiten. Es wird auch Services für Machine Learning wie Amazon EMR zur Ausführung von Big-Data-Workloads und Amazon SageMaker zum Erstellen, Trainieren und Bereitstellen von Modellen für Machine Learning beinhalten – was dazu beitragen wird, Produkte auf den Markt zu bringen. „Ich vertraue darauf, dass AWS mit uns wachsen wird, egal wie stark wir wachsen“, sagt Galaktionov.