Supercalcolo e COVID19: il calcolo ad alte prestazioni (HPC) per debellare la crisi pandemica

A disposizione degli scienziati di tutto il mondo un portale di open science in cui effettuare simulazioni che verranno combinate in un unico modello sfruttando le reti neurali e l'intelligenza artificiale con lo scopo di identificare nuovi e più efficaci trattamenti contro il Sars-CoV-2, nel più breve tempo possibile [...]
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“La simulazione di supercalcolo più complessa mai realizzata.” E’ stato definito così l’esperimento di supercalcolo conseguito dal Consorzio pubblico-privato Exscalate4Cov (E4C) per simulare il comportamento del virus Sars-CoV-2 e identificare nuove e migliori terapie per neutralizzarlo. A finanziarlo 3 milioni di euro della Commissione Europea attraverso il bando del progetto Horizon 2020 dedicato all’emergenza sanitaria da Coronavirus. Al centro di E4C c’è Exscalate (EXaSCale smArt pLatform Against paThogEns), attualmente la piattaforma di supercalcolo intelligente più potente ed economica al mondo con una “libreria chimica” di 500 miliardi di molecole e una capacità di elaborazione di oltre 3 milioni di molecole al secondo.

Ad essere simulate: 71,6 miliardi di molecole su 15 siti attivi di interazione del virus per un totale di 1074 miliardi di interazioni. Effettuata in 60 ore, con una capacità di 5 milioni di molecole simulate al secondo, ha prodotto oltre 65 TeraByte di dati totali dando vita al più completo patrimonio scientifico di conoscenze dell’interazione del virus con possibili farmaci.  Tutto grazie alla disponibilità in simultanea della potenza di calcolo (nell’ordine di 81 petaflop: milioni di miliardi di operazioni al secondo) dei supercomputer HPC5 di Eni e Marconi100 di CINECA (il Consorzio Interuniversitario per l’High Performance Computing), al software di screening virtuale accelerato dal Politecnico di Milano e Cineca, e alla biblioteca molecolare Exscalate (EXaSCale smArt pLatform Against paThogEns) di Dompé Farmaceutici, tra le principali aziende biofarmaceutiche italiane impegnata nel primary care e nel biotech.

Screening virtuale e previsioni di AI per ricercare nuovi inibitori del Coronavirus

I dati ricavati dalla simulazione saranno elaborati dalla piattaforma SAS Viya che, utilizzando tecniche di intelligenza artificiale e advanced analytics, restituirà informazioni operative che poi verranno caricate sul portale di open science mediate.exscalate4cov.eu per consentire agli scienziati di tutto il mondo di effettuare simulazioni in proprio, beneficiando delle conoscenze dello stato dell’arte. Il consorzio metterà a disposizione dei gruppi di lavoro interessati 10 milioni di ore di calcolo dedicati e l’infrastruttura tecnologica necessaria.

MEDIATE (MolEcular DockIng AT home) darà libero accesso alla più ampia base di dati oggi a disposizione sul virus Sars-CoV-2 sia dal punto di vista strutturale (strutture tridimensionali) che funzionale (proteine che interagiscono con le cellule umane), comprensiva di tutta la dinamica molecolare che interviene nell’interazione cellulare e i siti attivi per il potenziale ingresso di farmaci. Il portale collezionerà le predizioni dei gruppi di ricerca di tutto il mondo (crowdsourcing) e le combinerà in un unico modello sfruttando le reti neurali e l’intelligenza artificiale messe a disposizione da SAS con lo scopo di identificare nuovi e più efficaci trattamenti contro Covid-19, nel più breve tempo possibile.

Il board scientifico (coordinato dal partner del progetto Chelonia Applied Science) è presieduto dal premio Nobel per la chimica computazionale Prof. Arieh Warshel, e composto da Rossen Apostolov direttore esecutivo di BioExcel, centro di eccellenza europeo per la ricerca computazionale biomolecolare, Igor Tetko del Helmholtz Zentrum München e il Prof. Yang Ye dello Shanghai Institute of Materia Medica.

 

L’Italia approva la sperimentazione del farmaco per l’osteoporosi per il trattamento del Covid-19

La fase 1 del progetto – con uno screening effettuato su 400 mila molecole (farmaci già approvati e prodotti naturali sicuri per l’uomo) e un test specifico per valutare 9000 molecole promettenti – si è conclusa con l’individuazione di una molecola, il raloxifene, oggi oggetto di un progetto di trial clinico di fase III sottoposto ed approvato da AIFA. Si tratta di un farmaco generico per l’osteoporosi noto come modulatore selettivo del recettore degli estrogeni che bloccherebbe la replicazione del virus nelle cellule e quindi rallenterebbe il progresso della malattia.

Il file del brevetto è stato depositato in data 6 maggio 2020 da Dompé farmaceutici, Fraunhofer Institute a Università di Lovanio al fine di promuovere l’accesso universale alle cure che ne potranno derivare, così come definito dalle linee guida del consorzio stesso. Il 27 ottobre 2020 l’agenzia di regolamentazione farmaceutica italiana ha autorizzato lo studio clinico presso l’IRCSS Lazzaro Spallanzani di Roma e l’IRCSS Humanitas di Milano per valutare il raloxifene come potenziale trattamento per pazienti Covid paucisintomatici ospedalizzati o a domicilio.

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Immagine fornita da Shutterstock.

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