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Accelerare la ricerca di una cura efficace per il COVID-19

Grazie al calcolo ad alte prestazioni (HPC), un’iniziativa finanziata dall’UE ha gettato le basi per la terapia contro il COVID-19.

Salute

Mentre prosegue la corsa contro il tempo per trovare un farmaco contro il COVID-19, un gruppo di esperti sta utilizzando una piattaforma di supercalcolo per combattere l’epidemia attuale e contrastare efficacemente pandemie future. Il cardine di questi sforzi è la piattaforma di supercalcolo Exscalate (EXaSCale smArt pLatform Against paThogEns), nata dal progetto ANTAREX, finanziato dall’UE. La piattaforma «sfrutta una “libreria chimica” di 500 miliardi di molecole, grazie a una capacità di elaborazione di oltre 3 milioni di molecole al secondo», come evidenziato in un comunicato stampa. Il consorzio pubblico-privato Exscalate4CoV (E4C) è coordinato dal partner del progetto ANTAREX Dompé Farmaceutici. Nello stesso comunicato stampa si afferma: «L’obiettivo di E4C è duplice: individuare le molecole in grado di prendere di mira il coronavirus (2019-nCoV) e sviluppare uno strumento in grado di contrastare efficacemente pandemie future, che dovrà essere consolidato nel tempo». La piattaforma di calcolo ad alte prestazioni di E4C costruirà strutture molecolari 3D che potranno essere impiegate dagli scienziati per simulare il modo in cui le proteine del patogeno interagiscono con specifici farmaci. «Quest’attività è già stata avviata», si aggiunge nel comunicato stampa. «Il componente di supercalcolo di questo progetto verrà successivamente sfruttato per creare modelli di future mutazioni del virus. Queste attività permetteranno di individuare molecole candidate (attingendo a librerie per il riposizionamento di farmaci, oppure a librerie di composti proprietarie o commerciali) che verranno poi fornite e/o sintetizzate per essere sperimentate. Contemporaneamente, i partner di E4C avvieranno la produzione di proteine per alcune delle sequenze identificate».

Il virus Zika e oltre

La piattaforma Exscalate sarà inoltre disponibile «per partner esterni pronti a cooperare nell’esercizio di ricerca farmacologica, come precedentemente accaduto per il virus Zika. Tale considerevole sforzo nel testare poco più di 25 000 composti assicurerà che E4C non tralasci nessuna molecola candidata attiva e permetterà di prendere in esame altri potenziali meccanismi sottovalutati in passato», come si afferma nel comunicato stampa. «Inoltre, il progetto impiegherà sia un test basato sulla genetica inversa, per identificare fattori dell’ospite associati all’infezione causata dal virus, sia l’analisi di mappatura della connettività, allo scopo di prevedere quali composti specifici dell’ospite siano rilevanti per la sperimentazione». La piattaforma sarà inoltre impiegata come una «risorsa sostenibile per un motore di emergenza destinato all’identificazione dei composti, da utilizzarsi in tutte le future emergenze legate alle pandemie», come si osserva nel comunicato stampa di Dompé. Le attività di test virtuali della piattaforma Exscalate saranno sostenute e potenziate da tre dei più potenti centri di calcolo in Europa, ovvero CINECA, che ospita il supercomputer Marconi, il Supercomputing Center di Barcellona e il Centro di ricerca Jülich, come si evidenzia sul sito web di E4C. Il progetto ANTAREX (AutoTuning and Adaptivity appRoach for Energy efficient eXascale HPC systems), svoltosi tra settembre 2015 e novembre 2018, ha impiegato il supercomputer Marconi per accelerare la scoperta di farmaci. I partner di ANTAREX hanno concentrato la loro attenzione sul caso reale della pandemia di Zika, innescata dall’epidemia del 2015 in Brasile e diffusasi rapidamente in altre zone del Sud America, in Nord America e in altre regioni del globo. Successivamente hanno identificato 26 siti di legame nelle strutture cristalline di 5 proteine del virus Zika. Sono stati effettuati test su un totale di 1,2 miliardi di molecole, mediante simulazione al computer su 1 milione di sottoprocessi computazionali, disponibili grazie al supercomputer Marconi. Per ulteriori informazioni, consultare: sito web del progetto ANTAREX

Parole chiave

ANTAREX, coronavirus, COVID-19, virus Zika, Exscalate, salute

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