Antibiotika sind eine der wichtigsten Waffen bei der Bekämpfung bakterieller Infektionen. Der vermehrte Einsatz hat in den letzten Jahren allerdings vielfach zu Antibiotikaresistenzen geführt und erschwert es Medizinern zunehmend, Patienten wirksam zu behandeln. Hier setzt das 2017 gegründete digitale Diagnostik Startup Ares Genetics an, das die Testung auf Antibiotikaresistenzen und die Diagnostik im Gesundheitsbereich verbessern möchte: „Üblicherweise benötigen klassische Labortests einige Tage bis Wochen, um Antibiotikaresistenzen festzustellen. Man nimmt eine Probe vom Patienten, kultiviert sie, fügt ein Antibiotikum hinzu und analysiert, ob Bakterien wachsen oder nicht. Leider dauern diese Tests aber meist zu lange, um Patienten mit komplizierten Erkrankungen schnell und effektiv zu behandeln“, erklärt Stephan Beisken, Head of Bioinformatics & Analytics bei Ares Genetics.

Ares Genetics: DNA-basierte Tests ermöglichen die Vorhersage des Therapieansprechverhaltens

„Wir haben einen DNA-basierten Test entwickelt, bei dem wir die in der Probe vorhandene DNA sequenzieren und anschließend mit einer Datenbank abgleichen, die genetische Informationen mit Krankheitserregern und deren Antibiotikaresistenzen verknüpft. Mit Hilfe dieser Technologie können wir vorhersagen, welche Antibiotika für welche Erreger geeignet sind“, erklärt Stephan Beisken, der auch im neuesten TechTalk zu Gast ist.

Zu den Kunden und Partnern des Wiener Startups zählen neben Ärzten, Krankenhäusern und Gesundheitseinrichtungen auch weltweit führende Diagnostik- und Pharma-Unternehmen. Dass sich durch Antibiotikaresistenzen der Produktlebenszyklus von Antibiotika verkürzt, ist für diese ein entscheidender Aspekt bei der Medikamentenentwicklung. Antibiotikaresistenzen führen weiters zu höheren Behandlungskosten, und die Aufenthalte in Krankenhäusern verlängern sich insgesamt – was sich negativ auf das gesamte Gesundheitssystem auswirkt.

Hohes Datenaufkommen in der AWS Cloud

Der Abgleich der DNA-basierten Tests von Ares Genetics mit der Datenbank nimmt enorme Rechenkapazitäten in Anspruch und generiert große Datenmengen – daher nutzt das Startup schon seit seiner Gründung AWS. „Mit der Sequenzierung der DNA-Proben und dem Abgleich mit unserer Datenbank fallen riesige Datenmengen an, denn schon bei 100 Proben können durch den Analyseprozess mehrere Terabyte an Daten entstehen. Unser 6-köpfiges Bioinformatik-Team steuert die Anwendung, die IT-Infrastruktur dahinter liegt allerdings in der AWS Cloud. Ohne AWS könnten wir unseren Kunden die DNA-basierten Tests nicht so effizient anbieten“, so Stephan Beisken.

Ares Genetics setzt dabei auf einige grundlegende Services von AWS, wie Amazon DynamoDB, Amazon Simple Storage Service (Amazon S3) sowie Machine Learning & Deep Learning Tools verarbeitet über AWS Batch, mit denen das Team neue Technologieanwendungen aus der Forschung schnell ausprobieren und Modelle  zur Vorhersage von Antibiotikaresistenzen mithilfe von Machine Learning hochoptimiert neu berechnen kann. „Ein weiterer Aspekt, warum wir uns für AWS entschieden haben, waren die hohen und intuitiv anwendbaren Verschlüsselungs- und Zugriffsstandards, die den Umgang mit sensiblen Gesundheitsdaten erleichtern können“, resümiert Stephan Beisken.