European Commission logo
polski polski
CORDIS - Wyniki badań wspieranych przez UE
CORDIS

Article Category

Zawartość zarchiwizowana w dniu 2023-04-17

Article available in the following languages:

WYZNACZANIE TRENDÓW W NAUCE: Znane są wyniki analizy COVID-19 przeprowadzonej przez superkomputer

Drugi najszybszy superkomputer na świecie pomógł sformułować nową teorię dotyczącą tego, jak koronawirus wpływa na nasze ciała.

Badania podstawowe icon Badania podstawowe
Zdrowie icon Zdrowie

Aby dobrze zrozumieć dlaczego COVID-19 atakuje organizm ludzki na tak wiele różnych sposobów i dlaczego wywołuje tak liczne objawy, superkomputer Summit przeanalizował w Narodowym Laboratorium Oak Ridge amerykańskiego Departamentu Energii dane dotyczące 40 000 genów pochodzących z 17 000 próbek materiału genetycznego. Najszybszy amerykański superkomputer wykonuje 200 kwadrylionów operacji na sekundę, a mimo to obliczenie 2,5 miliarda kombinacji genetycznych zajęło mu tydzień.

Czy nowa fascynująca teoria może wyjaśnić różnorodne aspekty COVID-19?

Zespół naukowców z Narodowego Laboratorium Oak Ridge porównał geny z płynu opłucnowego pobranego od 9 pacjentów chorych na COVID-19 z 40 próbkami pochodzącymi od osób zdrowych. Wyniki zostały opisane w publikacji „eLife”. Wyniki przedstawione przez Summit pozwoliły postawić hipotezę na temat bradykininy, nową teorię dotyczącą wpływu COVID-19 na organizm. Hipoteza ta pomaga wyjaśnić wiele aspektów dotyczących COVID-19, w tym pewne niecodzienne objawy choroby. „Rzadko zdarza się, by rzeczywiście można było wskazać ten konkretny przełomowy moment”, powiedział w komunikacie prasowym główny naukowiec z Narodowego Laboratorium Oak Ridge, Daniel Jacobson. „Podczas analizy danych nagle zauważyłem bardzo charakterystyczne wzory w szlakach układów renina-angiotensyna i bradykinina. To zachęciło mnie do dokładniejszych badań rodzin genów układu regulującego ciśnienie krwi.” Układy renina-angiotensyna i bradykinina kontrolują ciśnienie krwi w organizmie oraz równowagę płynów. Zespół naukowców zauważył, że wzmożona ekspresja enzymów powoduje u pacjentów chorujących na COVID-19 produkcję bradykininy. Jednocześnie w ich organizmach było zbyt mało enzymów rozkładających bradykininę. Namiar enzymów, które mogą wywołać produkcję bradykininy i niedobór enzymów potrafiących ją rozłożyć w płucach pacjentów to doskonałe warunki powstania sztormu bradykininowego. To z kolei skutkuje nagromadzeniem się płynu opłucnowego.

Walka z COVID-19 ze wsparciem obliczeń superkomputerowych

Naukowcy odkryli podobne zachowanie w płucach w przypadku substancji zwanej kwasem hialuronowym. „Gdy w płucach znajdzie się zbyt dużo kwasu hialuronowego, oddychanie jest bardzo utrudnione”, wyjaśnił dr Jacobson. „Dochodzi do stanu, w którym nie ma znaczenia, ile tlenu wdychasz, ponieważ pęcherzyki płucne są wypełnione galaretowatym żelem. W przypadku nadmiaru kwasu hialuronowego woda wyciekająca z naczyń krwionośnych z powodu bradykininy powoduje nasiąknięcie tych struktur, co sprawia, że płuca stają się podobne do balonu wypełnionego wodą”. Naukowcy przypuszczają, że skoro takie sytuacje mają miejsce w płucach, równie dobrze mogą zachodzić w innych częściach ciała. „Jeśli uda się nam zablokować patogenezę [mechanizm powstawania lub rozwoju choroby] u pacjentów z ciężkim przebiegiem choroby, będziemy mogli powstrzymać nadmierną reakcję organizmu i dać układowi odpornościowemu czas na zwalczenie wirusa i wyzdrowienie”, dodał dr Jacobson. Jeśli teoria okaże się prawdziwa, istnieje nadzieja, że ponad 10 istniejących leków mogłoby być wykorzystanych do leczenia pacjentów chorych na COVID-19. Summit, którego wyczyn zająłby zwykłym komputerom prawdopodobnie miesiące, nie wyleczy COVID-19. Jednak dzięki szybkiej analizie genów powstała nowa, interesująca teoria, która może znacząco zmniejszyć cierpienie pacjentów, a nawet uratować ich życie.

Słowa kluczowe

superkomputer, Summit, COVID-19, koronawirus, bradykinina, Narodowe Laboratorium Oak Ridge

Powiązane artykuły