Un supercomputador colaborativo trabaja en un tratamiento para la COVID-19

Un proyecto colaborativo rebasó la capacidad de procesamiento del supercomputador tradicional más rápido del mundo en la búsqueda de un tratamiento efectivo contra la COVID-19.

El supercomputador colaborativo se creó a partir de voluntarios que prestan la capacidad de sus ordenadores para plegar proteínas y generar una simulación de la estructura del virus SARS-CoV-2.

El 25 de marzo la capacidad del supercomputador rompió el récord de 1.00.000.000.000.000.000 operaciones por segundo. Con el récord de un «exaflop», el supercomputador colaborativo superó 6 veces la capacidad de procesamiento del supercomputador tradicional más rápido, el IBM Summit, que implicado en otra investigación sobre la COVID-19 en Estados Unidos.

The world’s fastest supercomputer identified chemicals that could stop coronavirus from spreading, a crucial step toward a treatment: https://t.co/vc4pNEwf83#IBMSummit pic.twitter.com/BrtHOHsrlQ

— erwin, Inc. (@erwininctweets) April 10, 2020

Los voluntarios del proyecto ejecutan y descargan un software simple en los ordenadores de sus casas con el cual realizan pequeñas tareas que ayudan a determinar la estructura física del SARS-CoV-2.

Las proteínas complejas de los virus se forman a partir de una o más cadenas de aminoácidos plegadas sobre sí mismas. La estructura 3D que se forma es compleja, pero predecible. A través de un ordenador doméstico se pueden hacer los cálculos del plegamiento de las proteínas. He aquí la tarea del proyecto.

Si millones de ordenadores ejecutan el software que pliega las proteínas al mismo tiempo, entonces rebasan la capacidad de procesamiento de un supercomputador tradicional. El conjunto de tareas sobre las cuales trabajan los voluntarios simulan la dinámica de las proteínas que componen el virus de la COVID-19, SARS-CoV-2.

Proteína en forma de “espiga”

El SARS-CoV-2, como otros coronavirus, se caracteriza por tener una proteína en forma de «espiga» que es la que permite la entrada del virus a las células humanas.

Las investigaciones han establecido que la proteína «espiga» experimenta un movimiento de apertura que revela su interfaz para unirse a una célula humana. Comprender la apertura de la proteína «espiga» es un paso fundamental para conseguir un tratamiento contra la enfermedad.

Las técnicas experimentales existentes no tienen la capacidad de ver cómo ocurre la transición de la proteína «espiga» hacia la apertura. Y los datos sobre la apariencia de la proteína espiga en su fase abierta también son limitados. Gracias al proyecto colaborativo que lidera Folding@Home se pudo generar una simulación que muestra la apertura de la proteína «espiga».

Modelos de simulación

Las simulaciones que se logren a partir del proyecto ayudarán a priorizar qué moléculas deben ser analizadas y sintetizadas por COVID Moonshot, un grupo internacional que reúne a científicos y a la industria farmacéutica en aras de encontrar un tratamiento que ataque la proteasa viral principal del SARS-CoV-2.

Los últimos hallazgos apuntan a que luego de que el virus de la COVID-19 ingresa a las células humanas, las invade y genera una larga cadena de aminoácidos que dividida en pequeños pedazos se convierten en las partes funcionales del virus.

Al mismo tiempo, se han identificado fragmentos de fármacos que se unen a la proteasa del SARS-CoV-2. Es allí donde entra en acción el supercomputador, pues detectaría decenas de miles de moléculas que a través de modelos de simulación se han logrado acoplar a la proteasa. Sería el inicio de un camino hacia un tratamiento de la COVID-19.

El lunes el supercomputador superó su propio récord, 2,4 exaflops. Una capacidad similar a la de 500 supercomputadores tradicionales combinados. Récord que se alcanzó gracias a que casi 1 millón de nuevos miembros incorporados a la red.

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