Πώς και μέχρι ποιο σημείο μπορούν η τεχνητή νοημοσύνη και οι υπολογιστές υψηλών επιδόσεων να βοηθήσουν στη μάχη ενάντια στον Covid-19; Για να βρουν τις απαντήσεις, ευρωπαίοι ερευνητές συνδυάζουν αλγόριθμους, βιοχημεία και μοριακές προβολές σε ένα ερευνητικό πρότζεκτ που στοχεύει να βρει νέα μόρια που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε φάρμακα για τον κορονοϊό.
Οι επιστήμονες σ' αυτό το εργαστήριο στη Νάπολη χρησιμοποιούν την τεράστια υπολογιστική δύναμη στη μάχη ενάντια στην πανδημία. Είναι σίγουρα μια πρωτόγνωρη κατάσταση, ακόμη και για αυτούς τους ειδικούς. «Σε σύγκριση με τους άλλους ιούς ενάντια στους οποίους έχουμε εργαστεί, όπως είναι για παράδειγμα ο Ζίκα, ο κορονοϊός έχει μεγαλύτερη πολυπλοκότητα. Αποτελείται από περισσότερες πρωτεΐνες, που έχουν εντελώς διαφορετικούς βιολογικούς ρόλους» τονίζει ο Αντρέα Μπεκάρι, καθηγητής επιστήμης των υπολογιστών και συντονιστής του πρότζεκτ Exscalate4Cov.
Οι επιστήμονες στο πρότζεκτ στοχεύουν να βρουν τα μόρια που μπορούν να μπλοκάρουν την εξάπλωση του ιού μέσα στο ανθρώπινο σώμα. Το πρόβλημα είναι ότι έχουν να ερευνήσουν μια τεράστια βιβλιοθήκη με 500 δις μόρια. Πώς μπορούν να ταυτοποιήσουν τα μόρια που έχουν τις μεγαλύτερες πιθανότητες να βοηθήσουν στη μάχη; Τη λύση την προσφέρουν υπερυπολογιστές που μπορούν να επεξεργαστούν ως και 3 εκατομμύρια μόρια το δευτερόλεπτο: «Οι υπολογιστές είναι σημαντικοί, γιατί μπορούμε να δουλέψουμε ταυτόχρονα και με τις 25 πρωτεΐνες του ιού, που σχετίζονται με διάφορους μηχανισμούς που έχουν να κάνουν με την μόλυνση, την αναπαραγωγή ή το μπλοκάρισμα του ανθρώπινου ανοσοποιητικού συστήματος. Τα εξετάζουν όλα ταυτόχρονα» συμπληρώνει ο Αντρέα Μπεκάρι.
Η έρευνα για νέα μόρια ενάντια στον COVID-19 απαιτεί υπερυπολογιστές για την παραγωγή και την ανάλυση τρισδιάστατων μοντέλων και πειραματικών τρισδιάστατων δομών πρωτεϊνών από παθογόνους οργανισμούς που εξαπλώνονται γρήγορα: «Μπορούμε να βρούμε μόρια που είναι ικανά να αντιδράσουν στον κορονοϊό. Μπορεί να είναι ήδη υπάρχοντα μόρια, χάρις στην μέθοδο επαναπροσδιορισμού. Αλλιώς μπορούμε να αξιοποιήσουμε νέες μοριακές βιβλιοθήκες, μέσω μοντέλων που έχουμε ήδη βελτιώσει» αναφέρει ο Καρμίνε Ταλαρίκο, χημικός-ειδικός της επιστήμης των υπολογιστών.
Μετά την ταυτοποίησή τους, τα μόρια που έχουν επιλεγεί, στέλνονται στο Βέλγιο. Αρχικά οι επιστήμονες μολύνουν τα κύτταρα με τον SARS-CoV-2. Μετά προσθέτουν τα μόρια που έχουν επιλεγεί και μελετούν την αντίδραση των μολυσμένων κυττάρων. Αυτή η περίπλοκη έρευνα γίνεται εν μέρει σε μια αυτοματοποιημένη μονάδα που λειτουργεί σε χαμηλή πίεση, ώστε να μην υπάρχει απώλεια του βιολογικού υλικού. Η δυναμική του κάθε μορίου μπορεί να αξιολογηθεί μέσα σε 48 ώρες: «Αυτοί οι ρομποτικοί βραχίονες παίρνουν τα τρυβλία που καλλιεργούμε τα κύτταρα και τον ιό. Τα τοποθετούν στα μηχανήματα επεξεργασίας. Μετά από λίγη ώρα, βάζουν για παράδειγμα τον ιό πάνω στα κύτταρα και μετά τοποθετούν το μίγμα στην θερμοκοιτίδα στους 37°C για δύο περίπου μέρες. Στη συνέχεια, οι ρομποτικοί βραχίονες βγάζουν τα τρυβλία από την θερμοκοιτίδα και τα βάζουν στο αυτοματοποιημένο μικροσκόπιο. Αυτό ανιχνεύει και ελέγχει αν κάποιες ενώσεις μπλοκάρουν τον ιό» επισημαίνει ο Γιόχαν Νόιτς, καθηγητής επιδημιολογίας στο Πανεπιστήμιο Ku στη Λουβέν του Βελγίου.
Οι επιστήμονες ελπίζουν ότι η έρευνά τους θα συμβάλλει σύντομα στην ανάπτυξη ενός αποτελεσματικού φαρμάκου για τον κορονοϊό.
Πηγή: euronews.gr
