Fallstudie – AZothBio beschleunigt die Entdeckung neuer Medikamente durch Deep Learning auf Rescale

Vom Startup zum Weltklasse-Biopharmaunternehmen

Das Team aus Forschern, Wissenschaftlern und Ingenieuren von AZothBio verfügt über umfassende Erfahrung in den Bereichen Biowissenschaften, Biotechnologie und Pharmazie. Ihre Mission ist es, ihr Fachwissen zu bündeln, um die Entdeckung neuer Medikamente voranzutreiben und mehr Patienten wettbewerbsfähigere Produkte zugänglich zu machen. Bei der Forschung und Entwicklung nutzt AZothBio digitale Tools und proprietäre KI-Logik, um neue Therapien und Medikamentenkandidaten zu entdecken. Diese Techniken erfordern erhebliche HPC-Ressourcen (High Performance Computing), um hochpräzise Simulationen durchführen zu können.

Als der Rechenbedarf von AZothBio die Kapazitäten der lokalen Hardware überstieg, suchte das Unternehmen nach einer Lösung von Rescale, die seine komplexen und kundenspezifischen Anwendungen einfach und skalierbar unterstützt und es dem Unternehmen ermöglicht, sich auf das zu konzentrieren, was es am besten kann: innovative Forschung und Entwicklung. Um groß angelegte Algorithmen in der Cloud zu simulieren, ist es unerlässlich, nicht nur die Herausforderungen der Forschung und Entwicklung, sondern auch die Cloud-Infrastruktur, HPC und Konfigurationen zu verstehen. Um wertvolle Zeit zu sparen und die Produktivität zu steigern, entschied sich AZothBio für die Rescale-Plattform, um seine digitalen Fähigkeiten zu transformieren. 

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Umgestaltung der F&E-Kapazitäten zur Deckung dringender Bedürfnisse der öffentlichen Gesundheit

AZothBio arbeitete erstmals im Rahmen des Programms „Tech Against COVID-19“ mit Rescale zusammen und nutzte dabei die Cloud-HPC-Umgebung von Rescale. Dadurch konnte AZothBio problemlos deren Software integrieren und deren Methodik für die COVID-19-Forschung nutzen. Mithilfe der durchgängigen HPC-as-a-Service-Workflows von Rescale konnte AZothBio schnell die beste Infrastruktur auf AWS (ebenfalls Sponsor der Initiative „Tech Against COVID-19“) identifizieren, um seine Workloads mit Hardware mit dem besten Leistungsprofil basierend auf seinen individuellen Softwareanforderungen auszuführen. Im Rahmen dieses Programms initiierte AZothBio ein Projekt zur Entdeckung immunreaktiver Substanzen zur Bekämpfung der Coronavirus-Infektion und weitete dieses schnell auf weitere Projekte aus.

Da die biopharmazeutische Industrie von einem starken Wettbewerb und begrenzten Ressourcen geprägt ist, sind für den Erfolg ein hohes Maß an Fokussierung und Effizienz erforderlich. AZothBio, ein schlankes, aber schnell wachsendes Startup im biomedizinischen Bereich, benötigte eine Lösung zur Steigerung der Agilität seiner F&E-Aktivitäten. Mithilfe der Rescale-Plattform konnte AZothBio ein Forschungssystem zur kostengünstigen Auswahl von Arzneimittelkandidaten erstellen und gleichzeitig die Lead-Identifizierung durch umfangreiche Datenanalysen und prädiktive Simulationen mithilfe eigener, proprietärer Deep-Learning-Algorithmen beschleunigen, was mit herkömmlichen Methoden nicht möglich wäre.

Das proprietäre KI-Modell zur Epitopvorhersage von AZothBio nutzt Deep-Learning-Prozesse und analysiert die biologischen Daten im Zusammenhang mit Antigen-/Antikörperreaktionen, um Peptidsequenzen vorherzusagen, die die Immunantwort aktivieren. Die Kombination aus KI-Modell und Genomanalyse erweitert die Möglichkeiten zur Entwicklung von Immuntherapeutika und Impfstoffen. Als das Team jedoch mehrere Forschungsbereiche ausweitete, konnte seine lokale Computerumgebung die Kapazität und Komplexität seiner Tools nicht unterstützen, und es wäre zu zeit- und kostenintensiv gewesen, sie intern neu zu erstellen. Durch Rescale konnte das Team auf vorinstallierte Software und die am besten geeignete GPU-Hardware zugreifen, um seine Epitop-KI-Modelle erfolgreich auszuführen und seine sonstigen Bemühungen in der Genom- und Peptidforschung von 5 Tagen auf 24 Stunden pro Analyse zu beschleunigen.

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Nutzung von Plattformen zur Förderung moderner Innovationen

Die richtigen Plattformen für Innovationen können die Vorhersage und Identifizierung führender Arzneimittel- und Therapiekandidaten beschleunigen. „Rescale war sofort einsatzbereit und bietet eine benutzerfreundliche Umgebung. Zuvor war die Einrichtung von GPUs für uns ein erheblicher Aufwand. Wir freuen uns, nun Rescale zu haben, um kritische Analysen durchzuführen und Kosten- und Verzögerungsrisiken zu reduzieren“, sagte Jerry Maeng, Geschäftsführer von AZothBio. Das Unternehmen plant, die Zusammenarbeit mit Rescale fortzusetzen, um neue KI-Modelle für die Lead-Identifizierung einzusetzen und ein weltweit führendes Unternehmen im Bereich biopharmazeutischer Innovationen zu werden.