Von der DNA-Sequenzierung bis zur Entdeckung von Krankheiten ermöglicht die leistungsfähigere Flash-Speichertechnologie schnellere wissenschaftliche Erkenntnisse

Personalisierte Medizin ist kein neues Konzept: Schon Hippokrates stellte die Theorie auf, dass es vor allem darauf ankommt, zu verstehen, welcher Mensch welche Art von Krankheit hat – und nicht umgekehrt. Zwar ist man sich darüber im Klaren, dass Menschen unterschiedlich auf Medikamente reagieren oder unterschiedliche Symptome entwickeln, aber bisher fehlten die Instrumente, um diese Unterschiede zu verstehen und den Patienten eine personalisierte Behandlung zukommen zu lassen.

Jetzt ist die personalisierte Medizin kein Traum mehr, sondern Realität, und zwar dank der Fortschritte in zwei Technologiebereichen: DNA-Sequenzierung der nächsten Generation und Big-Data-Analyse. Beide Verfahren erfordern eine schnelle, hochparallele Datenspeicherung, um in großem Maßstab effektiv zu sein, und beide erzeugen eine noch nie dagewesene Datenmenge, die energieeffizient und zugänglich gespeichert werden muss. Für Kliniken und medizinische Einrichtungen liegt der Reiz darin, diese Daten sinnvoll zu nutzen, um die medizinischen Bedürfnisse der Patienten zu verstehen und eine individuellere Gesundheitsversorgung anzubieten.

Beschleunigung der Patientenbehandlung: die Auswirkungen der DNA-Sequenzierung

Die DNA-Sequenzierung ist ein wesentlicher Bestandteil der personalisierten Gesundheitsversorgung. Die Sequenzierung ermöglicht es Ärzten, die genetische Ausstattung von Menschen zu verstehen und mehr über die Ähnlichkeiten und Unterschiede zu erfahren, die sich auf die Reaktion auf Medikamente und die Anfälligkeit für bestimmte Krankheiten auswirken. Der Hauptvorteil für die Patienten besteht darin, dass sie einen maßgeschneiderten Behandlungsplan erhalten und die Behandlung früher beginnen kann.

Die erste erfolgreiche Sequenzierung der menschlichen DNA dauerte zehn Jahre und kostete drei Milliarden US-Dollar. Heute ist es dank der Sequenziermaschinen der nächsten Generation und der schnellen Datenspeicherung möglich, die DNA-Sequenzierung in weniger als einer Stunde für weniger als 1.000 Dollar durchzuführen.

Das Haupthindernis für Kliniker ist jetzt die sehr schnelle Analyse der DNA-Proben mehrerer Patienten, da herkömmliche Technologie dies einfach nicht leisten kann. Die alte Festplatteninfrastruktur ist zu langsam, so dass das Tempo des Fortschritts unermesslich langsamer ist. Einer der großen Vorteile von Flash-Speichern ist die massive Parallelität, die die gleichzeitige Aufnahme und Analyse von Genomdaten von Dutzenden von Patienten ermöglicht. Dadurch verkürzt sich die Zeit, die für die Sequenzierung der gleichen Anzahl von Personen benötigt wird. Die Sequenzierung kann dann in großem Maßstab durchgeführt werden, sowohl in Bezug auf die Berechnungen als auch auf den Speicherplatz, was die Kosten der Sequenzierung senkt und gleichzeitig den Umfang erhöht. Je mehr Menschen sequenziert werden, desto mehr Daten stehen zur Verfügung und desto besser kann man verstehen, wie sich die Medizin auf eine Person auswirken wird.

Bewältigung der Datenexplosion

Gesundheitsdaten sind in Bezug auf Format, Umfang und Nutzungshäufigkeit sehr heterogen: Der Unterschied zwischen der Größe von Bildgebungsdateien und Genomikdateien kann das Ein- bis Tausendfache betragen. Hinzu kommt, dass die Menge der erzeugten Daten rasch zunimmt: Jede Klinik produziert Petabytes an Informationen. Dies stellt eine große Herausforderung dar, wenn es darum geht, die Daten auf effiziente und für die Ärzte nützliche Weise zu speichern.

Vor diesem Hintergrund der Datenexplosion ist ein Speicher erforderlich, der eine ausreichende Leistung und Kapazität bietet, um diese Datenexplosion zu bewältigen und personalisierte Medizin in großem Umfang zu liefern. Nur Flash-Speicher mit hoher Kapazität sind derzeit in der Lage, diese Erwartungen zu erfüllen. Investitionen in zukunftssichere Flash-Technologie sind für Kliniken keine Option mehr, sondern eine Notwendigkeit, um ihr Fachwissen im Bereich der personalisierten Medizin auszubauen und in großem Umfang bereitzustellen. Da es sich um die Zukunft der Medizin handelt, sind Investitionen jetzt unerlässlich, um dies zu erreichen.

Flash-Technologie ebnet den Weg für die nächste Generation der personalisierten Medizin

Angesichts dieser Herausforderungen sind die herkömmlichen Speichertechnologien veraltet und überholt: Festplattenlaufwerke verbrauchen zu viel Strom, nehmen zu viel Platz ein und sind zu langsam. Die alte Technologie ist nicht in der Lage, die explosionsartige Zunahme der Datenmengen und den Bedarf an schnellen, groß angelegten Analysen zu bewältigen. Die Überwindung dieser Hindernisse ist für Kliniken und andere medizinische Einrichtungen heute unerlässlich, wenn sie ihren Patienten eine personalisierte Medizin anbieten wollen. Es gibt einige Flash-Lösungen, die aufgrund ihrer Parallelität, ihrer geringen Kosten, ihres geringen ökologischen Fußabdrucks und ihres niedrigen Stromverbrauchs diese Anforderungen erfüllen können. Die Vorteile liegen nicht nur darin, dass man schneller zu Erkenntnissen und Diagnosen gelangt, sondern auch darin, dass weniger Energie verbraucht wird und weniger Platz benötigt wird, was der Umwelt zugutekommt und die Kosten senkt.

Zwei Beispiele veranschaulichen die Auswirkungen der All-Flash-Technologie von Pure Storage bei der Beschleunigung von Genomanalysekapazitäten: Das Swiss Health2030 Genome Center hat seine Genomdatenanalyse für Kliniker um das Zehnfache beschleunigt und seit der Einführung der Lösungen von Pure Storage die Geschwindigkeit der Übertragung großer Daten von der Sequenzierungsplattform an die Forscher verdoppelt. Die Australian Genome Research Facility (AGRF) hat ihre Projekte um 86 Prozent beschleunigt, einschließlich einer Versechsfachung der Geschwindigkeit der Voranalyse genomischer Daten, seit sie vollständig Flash-basierte Speicherlösungen einsetzt.

Zukunftsorientiertes Gesundheitswesen

Heute muss sich der medizinische Sektor nicht mehr fragen, ob es eine Technologie gibt, die ihm hilft, seine genomischen Aktivitäten zum Wohle der Patienten zu steigern: Die Flash-Technologie ist in der Lage, genomische Analysen in großem Umfang und mit hoher Geschwindigkeit durchzuführen. Herkömmliche Festplattenspeicher hingegen sind einfach nicht geeignet, um eine derartige Zunahme der Sequenzierungstätigkeit täglich und in großem Umfang zu unterstützen.

Für die Patienten hat die Einführung dieser Technologie unmittelbare Auswirkungen: Sie erhalten die am besten geeignete Behandlung, ohne Zeit mit dem Testen verschiedener Lösungen oder Medikamente zu verbringen. Durch die Ermittlung von Genomvariationen bei Patienten können Ärzte die Empfindlichkeit jedes einzelnen Patienten gegenüber Arzneimitteln und deren Wirksamkeit direkt beurteilen, so dass sie ihm von Anfang an die richtige Behandlung verschreiben können. Die Kombination von Daten aus verschiedenen Diagnoseplattformen wie medizinischer Bildgebung und digitaler Pathologie mit den Ergebnissen der DNA-Analyse liefert ein vollständiges Bild der Patientendaten, um eine fundierte Entscheidung über die beste Behandlung zu treffen. Dieser Ansatz der personalisierten Medizin ist das, was jeder Patient heute zu Recht von einer Klinik erwarten kann.

Quelle: tech2com UG