Como a C2i Genomics se baseia na AWS para transformar o tratamento do câncer

As startups de saúde e ciências da vida (HCLS) reconhecem que a tecnologia é um veículo relevante para promover a saúde humana em velocidade e escala. Mais importante ainda, as startups de HCLS estão trabalhando para fazer algo a respeito. A C2i Genomics, fundada em 2019, é uma delas: a C2i Genomics está construindo uma plataforma completa de inteligência genômica para melhorar o monitoramento do câncer.

Usando soluções de inteligência artificial (IA) e machine learning (ML), a plataforma da C2i Genomics analisa dados sequenciados do genoma para detectar a carga tumoral de pacientes com câncer por meio de um simples exame de sangue. Seu sistema de vigilância do câncer pode rastrear tumores no nível genômico, fornecendo uma visão abrangente sobre a jornada de tratamento de um paciente. A plataforma pode eliminar a dependência da tecnologia de imagem e, ao mesmo tempo, melhorar a precisão dos exames e das recomendações de tratamento.

O maior benefício dessa abordagem é que ela permite “medicina personalizada de alta precisão”, diz Boris Oklander, cofundador e diretor de tecnologia (CTO) da C2i Genomics. “O tratamento que o paciente recebe não é apenas um protocolo arbitrário, mas adaptado ao seu caso específico.”

Superar desafios usando a AWS

Ao construir toda a sua plataforma de inteligência baseada em genoma, a equipe da C2i Genomics descobriu rapidamente um desafio tecnológico significativo: um grande volume de dados. Cada amostra de sangue coletada de um paciente se traduz em arquivos de aproximadamente 100 gigabytes. Os pacientes podem ter várias amostras coletadas ao longo do diagnóstico e tratamento do câncer. À medida que a empresa crescia, os volumes de dados se expandiram rapidamente e a C2i Genomics, apesar de ser uma empresa jovem, começou a trabalhar com vários petabytes de dados. Disponibilizar tantos dados para processamento e análise é uma tarefa descomunal para qualquer empresa.

Além disso, a C2i Genomics enfrentou um cenário jurídico complicado. Os dados genômicos são materiais confidenciais, sujeitos às leis de privacidade em todo o mundo, mas as regulamentações específicas que regem seu uso podem variar de país para país.

Ao trabalhar com a Amazon Web Services (AWS), a C2i Genomics encontrou ajuda com esses dois fatores complicadores. É uma colaboração que permitiu à C2i Genomics gerenciar possíveis problemas de forma eficiente e econômica e colocou a empresa no caminho certo para impactar a saúde em todo o mundo.

“A utilização da plataforma da AWS foi realmente um fator-chave para nosso sucesso”, diz Boris.

Ativar o sucesso

Para ajudar a impulsionar seus negócios, a AWS forneceu créditos à C2i Genomics por meio do programa AWS Activate. Boris observa que esses créditos foram um recurso essencial durante os estágios iniciais da empresa. A C2i Genomics apostou em soluções de computação e armazenamento de dados. São componentes cruciais de sua plataforma de inteligência genômica que, de outra forma, seriam caros para uma startup em estágio inicial.

A AWS também apresentou a C2i Genomics ao programa acelerador de startups BeyondBio SCALE, um programa com a AstraZeneca e várias outras organizações. Como participante do BeyondBio SCALE, a C2i Genomics recebeu orientação especializada de líderes no setor de saúde e ciências biológicas. A equipe obteve uma visão crítica sobre o processo de ampliação do desenvolvimento e implantação de serviços médicos baseados em nuvem, privacidade e conformidade de dados e como evitar erros comuns que podem incomodar empresas emergentes no campo.

Depois que a plataforma da C2i Genomics passou pelo processo de due diligence, a AstraZeneca selecionou a plataforma para ser usada em seus próprios laboratórios, consolidando um relacionamento que a AWS ajudou a facilitar.

Otimizar custos e soluções

Criar uma solução de diagnóstico pioneira pode ser uma tarefa cara, mesmo com a assistência antecipada de créditos. “Os custos associados ao processamento desses volumes de dados genômicos são enormes”, diz Boris. “E, no ambiente econômico atual, nos tornamos muito mais sensíveis aos custos.”

Para gerenciar melhor suas despesas, a C2i Genomics trabalhou em estreita colaboração com a equipe de arquitetura de soluções da AWS para identificar e explorar três áreas principais da otimização da nuvem.

Otimização automática dos custos de armazenamento
A primeira área de otimização envolveu o uso do Amazon S3 Intelligent-Tiering, que monitora os dados em busca de mudanças nos padrões de acesso e move automaticamente os dados para o nível de acesso mais econômico. Isso pode gerar economias significativas para empresas como a C2i Genomics, que têm padrões de acesso a dados variáveis.

Escolher as soluções da AWS para atender seus casos de uso
Em seguida, a C2i Genomics e a AWS trabalharam juntas para encontrar as soluções mais eficientes da AWS para seus casos de uso. Para permitir que os pesquisadores da C2i Genomics iniciem experimentos e avaliem os resultados dos algoritmos mais rapidamente, elas implementaram o Amazon Managed Workflows for Apache Airflow (Amazon MWAA). A C2i Genomics também optou por usar o Amazon FSx para Lustre para um armazenamento mais eficiente.

Durante o processo de maximização da eficiência, a equipe reconheceu uma oportunidade de otimizar custos transferindo algumas instâncias sob demanda do Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) para instâncias spot. Em alguns casos, criando soluções personalizadas para as necessidades de dados exclusivas da C2i Genomics.

Proteger dados genômicos na nuvem
O terceiro grande desafio de otimização envolveu o upload de dados genômicos personalizados para o armazenamento em nuvem, uma peça central da plataforma da C2i Genomics. A C2i Genomics precisava garantir a seus clientes que eles lidavam com seus dados com responsabilidade enquanto navegavam em um ambiente regulatório global complexo. “Precisávamos trabalhar tanto no lado tecnológico quanto no jurídico para que isso acontecesse”, diz Boris. “A ajuda da equipe da AWS foi realmente crucial aqui.”

Ao adotar o Amazon GuardDuty, o AWS Config, o AWS Systems Manager e soluções de terceiros, a C2i Genomics conseguiu criar um ambiente regulamentado para hospedar sua plataforma de genômica. A alternativa teria exigido a implantação de sua plataforma on-premises para cada cliente, em vez de por meio da nuvem, uma opção cara e não escalável. Ao colaborar com a equipe da AWS, a C2i Genomics conseguiu transformar sua visão de um ecossistema global de diagnóstico em realidade.

Usar o Amazon Omics

O recente lançamento de um produto significou que a AWS estava em uma posição única para auxiliar a C2i Genomics em sua empreitada: em 2022, a AWS lançou o Amazon Omics, um serviço projetado especificamente para empresas do setor de saúde e ciências biológicas. O Omics fornece um local para armazenar, consultar e analisar dados biológicos, incluindo genômica. Ao reunir todos esses dados em uma plataforma acessível, o Omics promove a colaboração entre equipes e acelera a inovação científica.

Ao incluir o Omics em sua pilha de tecnologia, a C2i Genomics pode confiar na AWS para sua infraestrutura de armazenamento e processamento de dados genômicos. O Omics foi desenvolvido para lidar especificamente com os tipos de workloads necessários para gerar insights a partir de grandes volumes de dados genômicos, evitando uma quantidade enorme de trabalho de engenharia para a C2i Genomics. A C2i usa o Omics como um serviço sob demanda. Ele está disponível imediatamente conforme necessário, mas os engenheiros da startup não precisam se preocupar em manter essa ampla camada de infraestrutura por conta própria.

Além disso, o Omics está em conformidade com o Regulamento Geral de Proteção de Dados (GDPR) e é elegível para a Lei de Portabilidade e Responsabilidade de Seguros de Saúde (HIPAA), o que permite que a C2i Genomics se concentre em resolver problemas no diagnóstico e tratamento do câncer, em vez de em estruturas regulatórias.

Provar o que é possível com a AWS

O impacto da plataforma da C2i Genomics tem o potencial de se espalhar pelo setor global de saúde, transformando o que significa para alguém receber um diagnóstico de câncer. Isso pode levar a tratamentos mais personalizados e melhores resultados de saúde. Ao monitorar o progresso do paciente durante o tratamento, uma equipe de saúde pode tomar decisões informadas sobre se deve continuar uma forma agressiva de terapia, mudar para outra ou interromper tratamentos que podem não ser mais necessários.

“Temos a ajuda da AWS, chegamos a um ponto em que não temos apenas um dispositivo médico, mas seu nível clínico”, diz Boris. “Não é apenas para pesquisa; na verdade, está pronto para fornecer resultados em curtos tempos de resposta para pacientes reais”.

Da mesma forma, a plataforma da C2i Genomics oferece a capacidade de detectar se uma forma de tratamento eliminou com sucesso um câncer. Isso pode ajudar a evitar a necessidade de cirurgias que removem órgãos, que às vezes são realizadas preventivamente devido à falta de informações disponíveis sobre até que ponto o câncer se espalhou.

A ambição da C2i Genomics é nada menos do que disponibilizar esse tipo de tratamento personalizado para todos os pacientes em todo o mundo. O objetivo é expandir sua plataforma para que qualquer laboratório com o equipamento certo possa aproveitar essas inovações no tratamento do câncer, obtendo resultados de exames diagnósticos em tempo recorde. A empresa sabe que isso exigirá projetar seu serviço e implementação em estreita colaboração com a AWS, algo que Boris espera ansiosamente.

“Do lado da AWS, eles entendem que temos a missão de transformar o tratamento do câncer”, diz Boris. “É uma posição única em que a C2i Genomics pode utilizar a tecnologia avançada baseada em nuvem da AWS para salvar vidas.”

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O AWS Activate atualiza os benefícios do programa regularmente, e as ofertas de crédito e/ou as ofertas refletidas nesta postagem do blog podem ser diferentes das ofertas atuais do Activate. Para obter as informações mais atualizadas sobre os benefícios do Activate, acesse https://aws.amazon.com/activate/