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A Relay Therapeutics utiliza a AWS para acelerar a descoberta de medicamentos

2020

A Relay Therapeutics é uma empresa de medicina de precisão que transforma o processo de descoberta de medicamentos ao aproveitar insights incomparáveis sobre movimento de proteínas. Antes de testar compostos promissores no laboratório, os cientistas precisam considerar um universo molecular de pontos de partida disponíveis, com cerca de 10 bilhões de compostos. Eles precisam filtrar esse extenso conjunto até chegar aos 100-200 compostos com maior probabilidade de se ligar ao alvo biológico.

Ao analisar mais compostos, crescem as chances de os cientistas encontrarem as moléculas corretas para testar no laboratório. Em um típico datacenter on-premises, com milhares de CPUs, a análise de bilhões de compostos poderia durar meses. A implantação de CPUs adequadas em um datacenter on-premises também seria proibitiva, em termos de custos, principalmente devido à natureza “explosiva” das análises.

Pesquisador
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“Organizar uma tabela com bilhões de linhas não é um exercício simples. Ao usar as tecnologias da AWS, podemos lidar com todas essas informações eficientemente, o que nos auxilia na luta para atingir nosso objetivo final, obter medicamentos para pacientes mais rápido do que pensávamos ser possível.”

Pat Walters
Vice-presidente sênior de computação da Relay Therapeutics

Como processar bilhões de moléculas em 24 horas

Geralmente, em ambientes tradicionais de TI, as empresas farmacêuticas examinam virtualmente alguns milhões de compostos por vez. A Relay Therapeutics estava determinada a escalar esse número para bilhões e recorreu à Amazon Web Services (AWS) para cumprir o desafio. “O fator principal em escolher a AWS em vez de outros provedores em nuvem é o suporte que recebemos desde o início”, afirma Pat Walters, vice-presidente sênior de computação da Relay Therapeutics. “E ela continuou nos ajudando a tornar nossos processos mais eficientes.”

Através do acesso de cerca de 100 mil CPUs na AWS, a equipe da Relay Therapeutics está apta a realizar a análise de bilhões de compostos em um dia. O desafio de custo de CPU foi resolvido através da capitalização na capacidade elástica das instâncias spot do Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) , que podem ser ativadas e desativadas conforme necessário.
 
A Relay Therapeutics aproveita a capacidade não utilizada do Amazon EC2 na nuvem AWS com até 90% de desconto se comparada com o valor das instâncias sob demanda. Ao contar com o AWS Batch, um serviço de orquestração nativo de nuvem, em conjuntos com instâncias spot, a Relay Therapeutics facilmente faz o ajuste para o número exigido de CPUs para cada tela virtual.

Processo simplificado para cientistas

Na AWS, a empresa também simplificou a filtragem virtual para que os cientistas possam utilizar scripts de código aberto para iniciar a análise no AWS Batch. Os cientistas então analisam rapidamente os dados ao usufruírem de vantagens do Amazon Athena, um serviço de consulta sem servidor e sem infraestrutura para gerenciar. 

Eles não têm que se preocupar com programação complexa, então contam com mais tempo para analisar os resultados e otimizar o processo de descoberta de medicamentos. “Orquestrar aquela quantidade de trabalhos manualmente em um sistema tradicional é um pesadelo”, afirma Levi Pierce, diretor de computação da Relay Therapeutics. “Mas utilizar o AWS Batch nos ajuda a economizar muito tempo.”

Economia de 50% em custos de computação

Pierce estima que as instâncias spot do Amazon EC2 reduzem os custos de computação em 50% em comparação com a execução de triagem virtual on-premises. A AWS e a Relay Therapeutics também construíram verificações de parâmetros no processo para evitar que os custos de análise excedam o valor do orçamento. “Somos alertados se um trabalho ultrapassa um determinado limite de despesas”, explica Walters. “Isso nos diz que um parâmetro está desativado para que possamos encerrar o trabalho ou fazer um ajuste em tempo real.”

Em um futuro próximo: como processar 10 bilhões de compostos

Desde a implantação da solução de computação de alto desempenho da AWS, a Relay Therapeutics tem executado várias triagens de cinco bilhões de compostos. Devido à escalabilidade oferecida pela AWS, os cientistas podem executar a triagem em múltiplos instantâneos do mesmo alvo de proteína em movimento.  

No futuro, a Relay Therapeutics antecipa que os cientistas serão capazes de rastrear virtualmente bibliotecas comercialmente disponíveis de 10 bilhões de compostos, o que exigirá a integração de machine learning para controlar os custos. As zonas de disponibilidade do datacenter da AWS e o Amazon EMR serão componentes importantes desse esforço.

Alcançar o impossível

Há alguns anos, a equipe da Relay Therapeutics não pensou que seria possível executar a triagem virtual na escala que a empresa atingiu agora, com cientistas analisando tabelas com bilhões de linhas. “Organizar uma tabela com bilhões de linhas não é um exercício simples”, enfatiza Walters. “Ao usar as tecnologias da AWS, podemos lidar com todas as informações eficientemente, o que nos auxilia na luta para atingir nosso objetivo final, obter medicamentos para pacientes mais rápido do que pensávamos ser possível.”

Sobre a Relay Therapeutics

Localizada em Massachusetts, a Relay Therapeutics está comprometida com a criação de medicamentos que tenham um impacto transformador nos pacientes. A empresa combina poder computacional sem precedentes com abordagens experimentais de ponta por meio da biologia estrutural, da biofísica, da química e da biologia.

Benefícios da AWS

  • Analisa cinco bilhões de compostos moleculares em um dia versus meses
  • Reduz os custos de recursos de computação em 50%
  • Possibilita que os cientistas executem análises complexas facilmente
  • Valida parâmetros de análises para evitar excesso de custos da nuvem
  • Escala os recursos de computação conforme necessário para cada trabalho de análise


Serviços da AWS usados

AWS Batch

O AWS Batch possibilita que desenvolvedores, cientistas e engenheiros executem de modo fácil e eficiente centenas de milhares de tarefas de computação em lote na AWS.

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Amazon Athena

O Amazon Athena é um serviço de consultas interativas que facilita a análise de dados no Amazon S3 usando SQL padrão.

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Instâncias spot do Amazon EC2

As instâncias spot do Amazon EC2 permitem aproveitar a capacidade não utilizada do EC2 na Nuvem AWS. Em comparação com os preços sob demanda, as instâncias spot oferecem descontos de até 90%.

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