Bulut bilişimin kullanımı ve insanlığa sağladığı faydalar her geçen gün artıyor. Bu örneklerden biri Güney Afrika’dan. Ulusal Biyoenformatik Enstitüsü’ndeki araştırma ekibi, Amazon Web Services üzerinde çalışan bir platformla HIV ilaç direnci testlerinde başarı düzeyini ciddi oranda artırdı. Şimdi hedef; tüberküloz ve Hepatit C gibi hastalık testlerinde de verimliliği artırmak.
Profesör Simon Travers ve Western Cape Üniversitesi’ndeki (UWC) Güney Afrika Ulusal Biyoenformatik Enstitüsü (SANBI) araştırma ekibi, HIV ilaç direnci testlerinde daha yüksek verimliliğe ve daha iyi sonuçlara ulaşmak istiyorlardı. Bu amaç doğrultusunda, ekip Amazon Web Services (AWS) üzerinde çalışan Exatype platformunu hayata geçirdi. Exatype platformu hızlı ve hassas HIV ilaç direnci analizlerini uygun fiyata gerçekleştiriyor.
Kullanıcılar HIV veri dosyalarını direkt olarak yüksek işlem hacmine sahip dizileme makineleri üzerinden yüklüyor ve her bir numune için detaylı bir ilaç direnci genotip raporu alabiliyor. Profesör Travers’in HIV ile yaşayan 6 milyondan fazla Güney Afrikalı’ya yardım etmek için bulduğu fikir ticari bir boyut kazandı ve artık günde makine başına yüzlerce insanı daha düşük maliyetli, ölçeklenebilir şekilde test edebiliyor.
Veri analizinin maliyeti düşüyor
Bu fikir 2011’de hayata geçtiğinde ekip, HIV ilaç direnci testi için mevcut yaklaşımların sonuçlarını da net görebildi. Yazılımı dizileme makinesiyle birlikte kullanabiliyor; ardından veriyi lokal olarak analiz edebiliyorlardı. Bu yaklaşımla, destek sorunlarını ve yazılımı güncel tutmanın zorluklarını; bu nedenle de test fiyatlarının yükseldiğini gördüler. Alternatif olarak veri analizini bulut üzerinde gerçekleştirebilirlerdi. Profesör Travers sunucu satın almaya gerek kalmadan veri analizinin maliyetini büyük ölçüde düşürüp, limitsiz ölçeklendirme imkanına sahip olabileceklerini fark etti.
Profesör Travers : “Çoğu zaman kullanmayacağımız son teknoloji donanımı satın almak yerine belirli bir süre için gerek duyacağımız işlemci kapasitesine erişmek çok doğru bir karardı” diyor ve ekliyor: “AWS’e geçiş yapınca ihtiyacımız olan işlem gücüne çok daha ucuza sahip olduk.”
Üretimi kolay analizi zor veri
HIV ilaç direnci testinin amacı, HIV ile enfekte bir bireyin viral popülasyonu içindeki mutasyonları tespit etmektir. Bu mutasyonlar bir veya daha fazla ilaca karşı direnç geliştirebileceğinden, varlıklarını/yokluklarını kesin olarak tespit etmek en iyi tedavi yolunu belirlemede yardımcı olabilir. Hızlı bir şekilde dizilim verileri oluşturmak için kullanılan yeni yöntemler sayesinde artık büyük miktarlarda karmaşık veriler üretiliyor. Veri üretimi nispeten kolay, ama analizi zor olabiliyor.
Simon ve ekibi, veriyi dizileme makinesinden direkt alıp, kolayca okunabilen bir PDF raporuna 1 saat içinde dönüştüren bir araç geliştirdi. Ama başarı sadece sonuca hızla ulaşmakta değil; Exatype son derece hassas çalışıyor ve veri üzerindeki hataları gerçek mutasyonlardan ayırt edebiliyor.
Profesör Travers, “AWS ile dünya üzerindeki her bir HIV-pozitif insanın verilerini analiz edebiliyoruz ve mevcut olan bütün dizileme makinelerini kullanabiliyoruz. Yine de raporları herhangi bir gecikme olmadan üretebiliyoruz. Bu buluttan başka hiçbir şey ile mümkün değil” diyor.
Ölçeklenebilir ve daha düşük maliyetli olmasının yanı sıra bu güncel yaklaşım, düşük yaygınlıktaki direnci tespit etmek için daha büyük hassasiyet sağlıyor. Geleneksel yöntem, ancak bireyin bünyesindeki virüsün %20’sinden fazlasında mutasyon varsa ilaca karşı bir direnç tespit edebiliyor. Teorik olarak bu yeni dizileme yaklaşımı, HIV ile enfekte bir bireyin bünyesindeki virüsün %1’inden daha azında mevcut olan direncin dahi tespit edilebiliyor.
Diğer hastalık testleri için de umut
Bulutun sağladığı olanaklara dayanarak ekip, Staphylococcus aureus, tüberküloz ve Hepatit C gibi diğer mikrobik direnç hastalıklarına geçiş yapmayı umut ediyor. Exatype tek bir hastalığa özel olmayan bir uygulamadır ve çeşitli hastalıklara uygulanan referans ve kurallar dizisi, bilgi-işlem ihtiyaçlarını özelleştirmeye gerek olmadan değiştirilebilir. Böylece hızlı, hassas ve güvenli bir şekilde yorumlanan yeni nesil dizileme ile mümkün olduğunca fazla insanın doğru tedavi görebilmesi sağlanabilir.
