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Relay Therapeutics utilise AWS pour accélérer la découverte de médicaments

2020

Relay Therapeutics est une entreprise de médecine de précision qui transforme le processus de découverte de médicaments en s'appuyant sur une connaissance inégalée du mouvement des protéines. Avant de tester des composés prometteurs en laboratoire, les scientifiques doivent prendre en compte un univers moléculaire constitué de points de départ disponibles comptant environ 10 milliards de composés. Ils doivent filtrer ce vaste ensemble pour ne retenir que les 100 à 200 composés les plus susceptibles de se lier à la cible biologique.

En analysant davantage de composés, les scientifiques augmentent leurs chances de trouver les bonnes molécules à tester en laboratoire. Dans un centre de données sur site traditionnel, avec des milliers de processeurs, l'analyse d'un milliard de composés peut prendre des mois. Le déploiement d'un nombre suffisant de processeurs dans un centre de données sur site serait également trop coûteux, notamment en raison des périodes de pic dans les analyses à effectuer.

Chercheur
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Trier un tableau comportant des milliards de lignes n'est pas un exercice anodin. En utilisant les technologies AWS, nous pouvons traiter toutes ces informations de manière efficace, ce qui nous aide à atteindre notre objectif principal : fournir des médicaments aux patients plus rapidement que nous ne l'aurions cru possible auparavant. »

Pat Walters
Vice-président principal chargé du calcul chez Relay Therapeutics

Traitement de milliards de molécules en 24 heures

En général, dans les environnements informatiques traditionnels, les entreprises pharmaceutiques filtrent virtuellement quelques millions de composés à la fois. Relay Therapeutics était déterminée à faire passer ce nombre à plusieurs milliards et s'est tournée vers Amazon Web Services (AWS) pour relever le défi. « Le principal facteur qui nous a incités à choisir AWS plutôt que d'autres fournisseurs de cloud est l'assistance que nous avons reçue dès le départ », déclare Pat Walters, Vice-président principal chargé du calcul chez Relay Therapeutics. « AWS a continué de nous aider à rendre nos processus plus efficaces. »

En accédant à près de 100 000 processeurs sur AWS, l'équipe de Relay Therapeutics est en mesure d'analyser des milliards de composés en une journée. Le problème du coût des processeurs a ainsi été résolu en tirant parti de la capacité élastique des instances Spot Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) , qui peuvent être activées et désactivées selon les besoins.
 
Relay Therapeutics exploite la capacité inutilisée d'Amazon EC2 dans le cloud AWS, avec une réduction pouvant atteindre 90 % par rapport aux prix des instances à la demande. En s'appuyant sur AWS Batch, un service d'orchestration natif cloud, associé à des instances Spot, Relay Therapeutics s'adapte facilement au nombre de processeurs nécessaires pour chaque filtre virtuel.

Un processus simplifié pour les scientifiques

Sur AWS, l'entreprise a également simplifié le filtrage virtuel afin que les scientifiques puissent utiliser des scripts open source pour lancer l'analyse sur AWS Batch. Ensuite, les scientifiques analysent rapidement les données en tirant parti d'Amazon Athena, un service de requêtes sans serveur et sans infrastructure à gérer. 

Les scientifiques n'ont pas à se soucier de la complexité de la programmation, ce qui leur laisse plus de temps pour analyser les résultats et optimiser la découverte de médicaments. « Orchestrer autant de tâches manuellement dans un système traditionnel est un cauchemar », explique Levi Pierce, Directeur du calcul chez Relay Therapeutics. « L'utilisation d'AWS Batch, en revanche, nous fait gagner beaucoup de temps. »

50 % d'économies sur les coûts de calcul

Pierce estime que les instances Spot Amazon EC2 réduisent les coûts de calcul de 50 % par rapport au filtrage virtuel sur site. AWS et Relay Therapeutics ont également intégré des contrôles de paramètres dans le processus afin d'éviter que les coûts d'analyse ne dépassent le budget prévu. « Nous sommes alertés si une tâche dépasse un certain seuil de dépenses », indique M. Walters. « L'alerte nous indique qu'un paramètre n'est pas correct, ce qui nous permet de mettre fin à la tâche ou de procéder à un ajustement à la volée. »

L'objectif : traiter 10 milliards de composés

Depuis que Relay Therapeutics a déployé la solution de calcul haute performance d'AWS, l'entreprise a effectué plusieurs filtrages de cinq milliards de composés. Grâce à la capacité de mise à l'échelle que propose AWS, les scientifiques peuvent exécuter les filtres sur plusieurs instantanés de la même cible protéique en mouvement.  

À l'avenir, Relay Therapeutics prévoit que les scientifiques pourraient être en mesure de filtrer virtuellement des bibliothèques commerciales de 10 milliards de composés, ce qui nécessitera d'intégrer le machine learning pour contrôler les coûts. Les zones de disponibilité des centres de données AWS et Amazon EMR seront des éléments importants pour atteindre cet objectif.

Réaliser l'impossible

Il y a quelques années, l'équipe de Relay Therapeutics ne pensait pas qu'il était possible d'effectuer des filtrages virtuels d’une ampleur similaire à celle que l'entreprise atteint aujourd'hui, où les scientifiques sont en mesure d’analyser des tableaux d'un milliard de lignes. « Même trier un tableau comportant des milliards de lignes n'est pas un exercice anodin », explique M. Walters. « En utilisant les technologies AWS, nous pouvons traiter toutes ces informations de manière efficace, ce qui nous aide à atteindre notre objectif principal : fournir des médicaments aux patients plus rapidement que nous ne l'aurions cru possible auparavant. »

À propos de Relay Therapeutics

Basée dans l'État du Massachusetts, Relay Therapeutics a pour objectif de créer des médicaments qui transforment la vie des patients. L'entreprise combine une puissance de calcul sans précédent avec des approches expérimentales de pointe dans les domaines de la biologie structurelle, de la biophysique, de la chimie et de la biologie.

Avantages d'AWS

  • Permet l’analyse de 5 milliards de composés moléculaires en un jour contre des mois auparavant
  • Réduit les coûts de calcul de 50 %
  • Permet aux scientifiques d'effectuer facilement des analyses complexes
  • Valide les paramètres d'analyse pour éviter le surcoût lié au cloud
  • Met à l'échelle les ressources de calcul en fonction des besoins de chaque tâche d'analyse


Services AWS utilisés

AWS Batch

AWS Batch permet aux développeurs, aux scientifiques et aux ingénieurs d'exécuter aisément et efficacement plusieurs centaines de milliers de tâches de calcul par lots sur AWS.

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Amazon Athena

Amazon Athena est un service de requête interactif qui facilite l'analyse des données dans Amazon S3 à l'aide de la syntaxe SQL standard.

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Instances Spot Amazon EC2

Les instances Spot Amazon EC2 vous permettent de profiter des capacités EC2 non utilisées dans le cloud AWS. Les instances Spot sont disponibles avec une réduction allant jusqu'à 90 % par rapport aux tarifs des instances à la demande.

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