Auxílio a médicos no tratamento de câncer pediátrico usando as soluções com tecnologia sem servidor da AWS com o Nationwide Children’s Hospital

Com sede em Columbus, Ohio, o NCH é um dos maiores hospitais pediátricos dos Estados Unidos. O IGM do NCH é especializado em geração e análise de dados genômicos, usando amostras de sangue e câncer para ajudar os médicos a tratar melhor os pacientes pediátricos. O IGM processa de 6 a 7 PB de dados genômicos, que aumenta de 1 a 2 PB todo ano, e migrou de um ambiente on-premises para a Nuvem AWS em 2017. “Não conseguiríamos manter nossos objetivos fazendo tudo on-premises”, afirma Grant Lammi, gerente de desenvolvimento em nuvem do IGM do NCH. “Precisávamos de uma solução em que pudéssemos ter computação e armazenamento mais elásticos, por isso migramos para a nuvem.”

Em 2021, o IGM já havia começado a usar o AWS Step Functions. Quando o National Cancer Institute e o Children’s Oncology Group abordaram o IGM naquele ano, ele estava em uma posição privilegiada para lidar com o projeto de caracterização molecular com uso intensivo de computação. “Precisávamos sequenciar os genomas de praticamente todas as crianças com câncer nos Estados Unidos para ver se elas se qualificavam para testes clínicos que pudessem tratá-las”, diz Lammi. “Na AWS, foi possível escalar a partir de nosso protocolo de pesquisa interna para tratar de casos de todo o país em cerca de 12 meses.”

Ao usar as soluções da AWS com tecnologia sem servidor, o IGM está transformando amostras de câncer de pacientes pediátricos em dados valiosos. Após as amostras serem executadas pelos fluxos de trabalho de sequenciamento, um especialista interpreta os resultados e prepara dois relatórios: um que fornece resultados não identificados aos pesquisadores do National Cancer Institute, e outro que ajuda os médicos a determinar o melhor tratamento para seus pacientes. Pesquisadores do National Cancer Institute podem acessar essas informações por meio de um bucket dedicado no Amazon Simple Storage Service (Amazon S3), um serviço de armazenamento de objetos que oferece escalabilidade, disponibilidade de dados, segurança e performance líderes do setor. O hospital usa o AWS Identity and Access Management (AWS IAM), um serviço que gerencia com segurança as identidades e o acesso a soluções e recursos da AWS, para proteger os dados de pacientes em todo o pipeline e impedir que usuários não autorizados acessem informações confidenciais de saúde.

O IGM usa o AWS Step Functions para automatizar a análise de amostras de câncer e executa diversos trabalhos simultaneamente usando o AWS Batch, que é usado para executar com eficiência centenas de milhares de trabalhos de computação em lote e machine learning. O hospital usa o Amazon EventBridge, um barramento de eventos com tecnologia sem servidor, para emitir eventos em todo o fluxo de trabalho e acompanhar o progresso de cada amostra de câncer à medida que ela passa das análises primária, secundária e terciária. “Como os fluxos de trabalho de sequenciamento são ativados por eventos do Amazon EventBridge, eles são todos automatizados”, diz Lammi. “Não há necessidade de intervenção manual além do pontapé inicial no laboratório.” Esses dados são armazenados no Amazon DynamoDB, um banco de dados NoSQL de chave-valor totalmente gerenciado e com tecnologia sem servidor, projetado para executar aplicações de alta performance em praticamente qualquer escala.

Com as soluções da AWS com tecnologia sem servidor, o IGM economizou um tempo significativo por meio da automação. “Nós automaticamente ganhamos tempo adicional”, diz Lammi. “No momento em que retiramos os dados do laboratório e os sincronizamos, estamos falando de talvez um dia para processar o genoma e para que os resultados estejam prontos para a análise.” Como não é mais necessário gerenciar manualmente cada etapa do fluxo de trabalho de sequenciamento, o hospital reduziu o risco de erro humano e pode analisar amostras de câncer 24 horas por dia.

O IGM pode concentrar seu tempo na criação de um software científico para melhorar os resultados dos pacientes, em vez de gerenciar a infraestrutura. Como o hospital analisa amostras de câncer em um ritmo mais rápido, ele pode fornecer dados importantes aos médicos e ajudar os pacientes pediátricos a obter os cuidados de que precisam. “Existem crianças reais que precisam dos resultados que estamos gerando e precisam deles o mais rápido possível”, diz Lammi. “Quanto mais rápido conseguirmos entregar o relatório nas mãos de um médico, melhor será para as crianças. Isso é o que impulsiona tudo para nós.”

Ao usar as soluções da AWS com tecnologia sem servidor, o IGM pode avançar muito mais rápido do que os desenvolvedores em hospitais tradicionais. Ele pode analisar rapidamente amostras de câncer de pacientes pediátricos para recomendar tratamento, apoiando resultados melhores para os pacientes. Além disso, o IGM escala sem se preocupar com a capacidade de computação. Agora, ele está confiante de que pode lidar com seus fluxos de trabalho, independentemente de quantos testes precise executar.

No futuro, o NCH planeja expandir a solução para outros programas, como para o diagnóstico e o tratamento de epilepsia e de doenças genéticas raras. “Com as soluções da AWS com tecnologia sem servidor, podemos nos concentrar não na manutenção da tecnologia, mas no resultado da ciência”, diz Lammi. “Podemos nos concentrar em melhorar a vida das crianças em todos os lugares.”