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Combatir el SARS-CoV-2 con los superordenadores más potentes de Europa

Con el fin de encontrar nuevos tratamientos para la COVID-19, un proyecto financiado con fondos europeos llevó a cabo un experimento de supercomputación para estudiar la interacción de más de setenta mil millones de moléculas antivirales con proteínas del SARS-CoV-2.

Salud

Recientemente se realizó un experimento de computación molecular de grandes dimensiones para identificar nuevos tratamientos contra el virus SARS-CoV-2. El experimento, completado por el proyecto financiado con fondos europeos EXSCALATE4CoV, se considera la simulación de supercomputación más compleja realizada hasta la fecha. El objetivo del experimento era simular el comportamiento del coronavirus para identificar el tratamiento terapéutico óptimo. La simulación comenzó a última hora del viernes 19 de noviembre y concluyó la mañana del lunes 21 de noviembre. En tan solo 60 horas de procesamiento, EXSCALATE4CoV verificó la interacción de 71 600 millones de moléculas en quince «puntos activos» del virus. En total se procesó la asombrosa cantidad de 1,074 billones de interacciones, el equivalente a 5 millones de simulaciones por segundo. En conjunto, el experimento generó 65 TB de resultados, es decir, 4,33 TB por cada punto de SARS-CoV-2 analizado. Durante la simulación, permitieron el acceso a los resultados parciales en tiempo real. Los resultados completos de la simulación están a libre disposición de la comunidad científica a través del portal abierto de ciencia del proyecto EXSCALATE4CoV, llamado MEDIATE.

La simulación molecular

El fin de la simulación, que se llevó a cabo en el Green Data Center de la empresa italiana de energía global Eni en Ferrera Erbognone (Italia), era detectar las moléculas que nos pueden vincular con el virus, neutralizarlas e impedir que se repliquen. Según un artículo publicado en el sitio web de Eni, «el experimento simuló un “acoplamiento molecular”, es decir, todos los enlaces intermoleculares posibles entre las proteínas del virus y otras moléculas ya conocidas de fármacos potencialmente útiles, productos naturales, nutracéuticos y otras sustancias del mercado a partir de bases de datos públicas y otras ofrecidas por las empresas farmacéuticas. Al procesar los resultados del cribaje, se pueden identificar las moléculas candidatas, es decir, aquellas capaces de atacar al virus, bloquearlo e impedir que libere su carga vírica. El objetivo es disponer de fármacos más eficaces que ya hayan sido testados clínicamente y, en consecuencia, estén disponibles de inmediato».

Potencia de supercomputación combinada

El sorprendente resultado del experimento fue posible gracias a la combinación del poder de supercomputación del HPC5 de Eni y el Marconi100 del consorcio italiano sin ánimo de lucro Cineca. El HPC5 es un conjunto de unidades de computación paralela con una potencia de procesamiento pico de 51,7 petaflops. Combinado con el superordenador HPC4, en funcionamiento desde 2018, la capacidad computacional pico alcanzada es de 70 petaflops, equivalente a 70 000 billones de operaciones mecánicas en un solo segundo. Según la lista TOP500 de junio de 2020, el HPC5 es el sexto superordenador más potente del mundo y el primero de Europa. El Marconi100 es el nuevo grupo acelerado de Cineca y posee una capacidad de computación de alrededor de 32 petaflops. Ocupa el noveno lugar en la lista TOP500 y es el segundo superordenador más potente de Europa. Juntos, el HPC5 y el Marconi100 disponen de una capacidad total de computación de 81,1 petaflops y son capaces de realizar 81 000 billones de operaciones de punto flotante por segundo. Además de los dos superordenadores, la simulación también empleó la biblioteca molecular del coordinador del proyecto Dompé y el programa informático de cribaje virtual acelerado por el Politecnico di Milano y Cineca, socios del proyecto. El experimento de supercomputación forma parte de la segunda fase de EXSCALATE4CoV (EXaSCale smArt pLatform Against paThogEns for Corona Virus), destinada a ayudar a los pacientes con COVID-19 durante los próximos seis meses. La investigación completada durante la primera fase del proyecto dio lugar a la autorización de un ensayo clínico para el uso del raloxifeno, un fármaco para la osteoporosis, como un prometedor tratamiento para la COVID-19. Para más información, consulte: Sitio web del proyecto EXSCALATE4CoV

Palabras clave

EXSCALATE4CoV, COVID-19, coronavirus, supercomputación, SARS-CoV-2, virus, molécula

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