18.12.2020

Ares Genetics erkennt dank AWS Cloud Antibiotikaresistenzen schneller

Amazon Web Services (AWS) unterstützt Startups bei den unterschiedlichsten Herausforderungen ihrer Geschäftsmodelle. Im Fall von Ares Genetics hilft die IT-Infrastruktur von AWS anhand von großen genetischen Datenmengen schnell das Therapieansprechverhalten von Krankheitserregern vorherzusagen.
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Ares Genetics: Stephan Beisken Head of Bioinformatics & Analytics
(c) Ares Genetics: Stephan Beisken Head of Bioinformatics & Analytics
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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.

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Beyond Gravity Austria
© Beyond Gravity Austria/Canva - Kurt Kober, Geschäftsführer von Beyond Gravity Austria.

Beyond Gravity Austria (vormals RUAG Space Austria) zählt mit rund 57 Millionen Euro Umsatz (2025) und rund 250 Mitarbeitenden zu den größten österreichischen Weltraumtechnikunternehmen. Das Hochtechnologieunternehmen rüstet weltweit Satelliten und Trägerraketen mit Elektronik, Mechanik und Thermalisolation aus und hat eigenen Angaben nach eine Exportquote von rund 100 Prozent. Erst kürzlich hat der Weltraumzulieferer seine Produktionsfläche in Niederösterreich verdoppelt – brutkasten berichtete über den 4,5-Millionen-Euro-Ausbau.

Beyond Gravity: Navigationsempfänger für zwei NASA-Wettersatelliten

Nun wird die nächste Generation von US-Wettersatelliten mit Technologie aus Österreich ausgestattet. Beyond Gravity Austria liefert – wie man vermeldet – hochpräzise Navigationsempfänger für zwei NASA-Wettersatelliten, die ab 2032 für die US-Wetterbehörde NOAA ins All starten sollen. Gebaut werden die Satelliten vom US-Unternehmen Lockheed Martin in Colorado.

Die Navigationsempfänger aus Wien werden – so der Claim – die Position der Satelliten in rund 36.000 Kilometern Höhe mit einer Genauigkeit von weniger als 20 Metern bestimmen.

„Im Rahmen unseres ersten Vertrags mit Lockheed Martin werden wir Navigationsempfänger für zwei NASA-Wettersatelliten liefern. Je genauer die Position des Satelliten durch unseren Empfänger bestimmt wird, desto genauer sind die Wetter- und Umweltdaten“, sagt Kurt Kober, Geschäftsführer von Beyond Gravity Austria. Die Wettersatelliten namens GeoXO sollen die Vorhersage von Unwettern sowie die Überwachung von Umwelt- und Klimaphänomenen in der westlichen Hemisphäre deutlich verbessern.

Nicht die erste NASA-Partnerschaft

Beyond Gravity Austria lieferte schon mehrmals Technik für NASA-Satelliten, etwa einen Navigationsempfänger für den 2018 gestarteten NASA-Umweltsatelliten ICESat-2 oder Navigationsempfänger für den 2024 gestarteten Klimaschutzsatelliten PACE inklusive Thermalisolation für ein NASA-Instrument des Satelliten.

Die Wettersatelliten GeoXO (Geostationary Extended Observations) werden in einer geostationären Umlaufbahn über dem Äquator betrieben. In dieser Höhe von rund 36.000 Kilometern bewegen sie sich mit derselben Geschwindigkeit, wie die Erdrotation und können dadurch kontinuierlich dieselbe Region der Erde beobachten.

© zVg – Infografik zu den GeoXO-Wettermissionen.

„Unsere GEORIX-Empfänger bieten selbst in einer Entfernung von 36.000 Kilometern eine Positionsbestimmung mit einer Genauigkeit von weniger als 20 Metern. Damit setzen wir neue Maßstäbe für präzise Echtzeit-Navigation an Bord von Satelliten“, so Kober. Im Jahr 2023 wurde der erste GEORIX-Navigationsempfänger ins All geschickt; er bestimmt die Position des NASA-Klimainstruments TEMPO, das atmosphärische Gase (Ozon, Stickstoffdioxid und Formaldehyd) sowie Aerosole über Nordamerika misst.

Rund 30 Satelliten nutzen Navigationsempfänger von Beyond Gravity

Insgesamt nutzen derzeit etwa 30 Satelliten Navigationsempfänger von Beyond Gravity zur Positionsbestimmung. Die Empfänger kommen bei Satelliten von der niedrigen Erdumlaufbahn (LEO) bis zur geostationären Erdumlaufbahn (GEO) zum Einsatz, also in Entfernungen von etwa 1.000 Kilometern bis 36.000 Kilometern von der Erde. Alle weltraumgestützten Navigationsempfänger werden am österreichischen Standort von Beyond Gravity in Wien entwickelt und produziert.

Die GeoXO-Mission soll Bilder und atmosphärische Messungen der westlichen Hemisphäre der Erde und eine Echtzeit-Erfassung der Blitzaktivität liefern sowie kurzfristige Wettervorhersagen und Warnungen vor Extremwetter und Umweltgefahren unterstützen.

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