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Data & Intelligence June 18, 2020

Technologie und Data – Gesundheitswesen im Wandel

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Die Gesundheits- und Biotech-Industrie ist eine der größten und wachstumsstärksten Branchen der Welt. Wie die meisten Wirtschaftssektoren wird sie durch digitale Transformation vorangetrieben. Da die Gesundheitsindustrie im Bereich technologischer Durchbrüche ohnehin eine Vorreiterrolle einnimmt, ist dies wenig verwunderlich. Für die digitale Transformation sind die Weiterentwicklung von Technologien und die Nutzung von Daten essentiell. Welchen Einfluss diese Aspekte auf die Zukunft des Gesundheitswesens haben, kann man am Beispiel der beiden medizinischen Forschungsunternehmen Goldfinch Bio und Foundation Medicine beobachten.

Bessere medizinische Versorgung und Forschung durch Daten

Biotech- und Gesundheitsunternehmen weltweit tragen durch ihre Forschung entscheidend dazu bei, neue Therapien und Behandlungswege für eine Vielzahl von Krankheiten zu finden – inmitten einer globalen Pandemie erscheint diese Forschungsarbeit umso bedeutsamer. Wichtiger Bestandteil der Forschung ist eine enorme Datenmenge, von detaillierten Patientendaten über genetische Studien bis zu den Ergebnissen klinischer Testreihen.

 Goldfinch Bio hat sich auf die Erforschung und Entwicklung von Präzisionstherapien für nierenkranke Patienten spezialisiert. Wie viele andere Unternehmen arbeitet Goldfinch Bio mit einer Vielzahl von Daten aus unterschiedlichen Quellen. Diese müssen analysiert, aufbereitet und für klinische Studien zur Verfügung gestellt werden. Die gewonnenen Erkenntnisse setzt das Unternehmen dann in Form neuer Therapiekonzepte um, die gezielt auf molekulare Ursachen für Nierenleiden ausgerichtet sind. So trägt Goldfinch Bio dazu bei, neue und innovative Behandlungsmöglichkeiten für Patienten zu entwickeln. 

Die von betroffenen Patienten gesammelten Daten hat Goldfinch sequenziert und in einen Nieren-Genom-Atlas (Kidney Genome Atlas, kurz: KGA) eingelesen. Ziel war es, einen Datensatz aufzubauen, der groß genug ist, um statistische Methoden zur Identifizierung potenzieller Wirkstoffziele anhand genetischer Nachweise einzusetzen. Zusammen mit Dept wurde eine dynamische, webbasierte App entwickelt, die in der Lage ist, sämtliche im Rahmen des KGA gesammelten und produzierten Daten zu nutzen, um die Identifizierung von Wirkstoffzielen sowie die Patientenstratifizierung und die Erforschung der Beziehung zwischen Geno- und Phänotyp zu optimieren. Kurz gesagt: Die App hilft den Forschenden, effiziente Datenvisualisierungen zu erstellen, die die komplexen Arbeitsabläufe vereinfachen und beschleunigen. 

Foundation Medicine, ein weltbekanntes Unternehmen für Molekularforschung mit Schwerpunkt auf Genomforschung, verfügte bereits über umfassende Daten – was fehlte, war ein Tool, mit dem Forschende und Pharmaunternehmen diese Daten schnell auswerten können. Also entwickelte Dept eine kundenspezifische Software-Plattform, die es den Forschenden ermöglicht, die Fülle an Daten effizient abzufragen. Zudem ermöglicht sie dem medizinischem Fachpersonal, die Ergebnisse klinischer Studien sofort einzulesen. So wird gewährleistet, dass genomische Anomalien von der Forschung überwacht werden können, während gleichzeitig beobachtet werden kann, wie sich bestimmte Therapien auf diese Anomalien auswirken.

Da sich die Gesundheitsbranche mehr und mehr von der traditionellen Behandlung nach einer Diagnose hin zu Prävention und Frühintervention orientiert, sind Daten für die Zukunft von entscheidender Bedeutung. Momentan sehen Gesundheitssysteme lediglich flüchtige Momentaufnahmen aus dem Leben der Patienten, die nicht miteinander verbunden sind. Wenn man jedoch bereits vorhandene und neue Patientendaten miteinander kombiniert, werden die Prognosemöglichkeiten des medizinischen Bereichs erheblich zunehmen. Produkte wie FitBit oder Apple Watch könnten künftig persönliche Informationen unserer Wahl an unsere Ärzte übermitteln und so gewährleisten, dass diese einen besseren Überblick über unseren Gesundheitszustand haben. So können sie uns auf unsere individuellen Bedürfnisse zugeschnittene Empfehlungen zum Lebensstil geben und uns frühzeitig warnen, wenn sich unser Gesundheitszustand zu verschlechtern droht. Letztendlich können sämtliche zur Verfügung gestellten Daten in Erkenntnisse umgewandelt werden, die uns selbst und der gesamten Gesellschaft zugutekommen. 

Technologie als Basis digitaler Transformation

Der passende Tech-Stack ist unabdingbar, um die oben beschriebene komplexe Infrastruktur zu unterstützen. Zusätzlich zu den Patienteninformationen und der medizinischen Vorgeschichte verfügen zahlreiche Biotech- und Pharmaunternehmen über Zehntausende von Stichproben. Daher benötigen diese Unternehmen eine Infrastruktur, die die Vielzahl von Informationen nicht nur speichert, sondern bei Bedarf auch anderen Datenbanken zur Verfügung stellen kann. 

So hat Dept für Goldfinch Bio innerhalb der App drei verschiedene Entwicklungsumgebungen aufgebaut – Development, Staging und Produktion. Dies wurde folgendermaßen ermöglicht: Ein einfacher Speicherdienst (Amazon S3) verbindet sich mit einer API, die auf einem weitgehend serverlosen Stack in AWS aufgebaut ist. Die API wird von einer ereignisgesteuerten Pipeline unterstützt, die alles, was die App benötigt, auf Abruf produziert. Diese Pipeline wird automatisch gestartet, wenn jemand eine neue Studie aus der App hochlädt. Die dem User zur Verfügung gestellten Daten werden aus Petabytes von Rohdaten generiert. Diese Daten werden aufbereitet, verfeinert und zu einem deutlich kleineren und überschaubareren Datensatz verdichtet. Die Daten werden zudem durch öffentlich zugängliche Daten ergänzt, erweitert und kommentiert. Ziel ist, dem User sämtliche Informationen zur Verfügung zu stellen, die benötigt werden, um die genetischen Einflussfaktoren für Nierenkrankheiten zu verstehen und potenzielle neue Angriffspunkte für Medikamente zu identifizieren – und so Patienten zu helfen, die auf neue Behandlungswege dringend angewiesen sind. Kurz gesagt: Auf diese Weise konnte die Forschungsabteilung des Unternehmens effizienter arbeiten und wichtige Muster aufdecken, die die künftige Forschungsarbeit beeinflussen und vorantreiben werden. 

Mit dem passenden Tech-Stack können Forschende die ihnen zur Verfügung stehenden Daten leichter verwalten und sinnvoll nutzen. Berücksichtigen Sie also Ihre individuellen Bedürfnisse und Geschäftsziele, wenn es um die Wahl einer geeigneten Plattform oder des passenden Softwaresystems geht. Gleichzeitig sollte Ihre Firma die Kosten und Leistungsanforderungen sowie die verfügbaren Ressourcen in die Entscheidung miteinbeziehen. Es gibt derzeit zahlreiche Software-Architekturen auf dem Markt, die in der Lage sind, große Datenmengen zu verarbeiten. AWS und Microsoft Azure sind zwei Beispiele für cloudbasierte Lösungen, die ständig neue Serviceoptionen hinzufügen und so den Implementierungsprozess erleichtern. Ganz gleich, wofür Sie sich entscheiden: Plattformen sind und bleiben die wichtigste Grundlage für kollaborative Arbeit, Rückverfolgbarkeit und kontinuierliche Verbesserung. 

Gesundheitsindustrie im Wandel

Die Fähigkeit, große Datenmengen auszuwerten, Prozesse mithilfe von Technologie zu automatisieren und so Arbeitsabläufe zu beschleunigen, ist für die Zukunft der medizinischen Forschung und der Patientenversorgung von zentraler Bedeutung. Data wird auch in Zukunft entscheidend zur Verbesserung der Patientenversorgung bei schweren Krankheiten beitragen, und leistungsstarke digitale Plattformen und Apps werden diesen Verbesserungsprozess wesentlich vorantreiben. Auch wenn die digitale Transformation nicht von heute auf morgen passieren kann, wird sie dem Gesundheitssektor helfen, sowohl kurzfristige Bedürfnisse zu stillen als auch langfristige Ziele schneller zu erreichen, um eine signifikant verbesserte Patientenversorgung zu gewährleisten.

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