Nell’ambito del progetto europeo EXSCALATE4CoV, Eni mette a disposizione la potenza di calcolo del proprio supercomputer HPC5 per condurre simulazioni di dinamica molecolare che possano favorire l’individuazione di un farmaco efficace contro l’infezione.
di Lisa Ovi
Il 31 dicembre 2019 la Cina ha individuato a Wuhan la presenza di un nuovo ceppo di Coronavirus ß-CoV, caratterizzato da una somiglianza genetica del 70 per cento circa al SARS-CoV. Il nuovo ceppo è stato quindi nominato SARS-CoV-2.
Per quanto i ricercatori cinesi abbiano condiviso con il mondo il genoma del virus in tempi record, la rapida diffusione della nuova sindrome respiratoria acuta ha preso di sorpresa Paesi e sistemi sanitari di tutto il mondo. Il Coronavirus SARS-CoV-2 attacca l’apparato respiratorio sviluppando la patologia da Coronavirus del 2019, o COVID-19, una malattia completamente nuova su cui non abbiamo né informazioni, né cure.
Il progetto EXSCALATE4CoV (E4C) nasce da una collaborazione tra enti pubblici e privati in risposta alla richiesta di iniziative anti-coronavirus lanciata dalla Commissione europea nell’ambito del programma Horizon 2020. L’E4C mira a sfruttare le risorse dei supercomputer dell’UE abbinandole ad alcuni dei migliori laboratori di ricerca nel settore delle scienze della vita del continente per contrastare le pandemie internazionali in modo più rapido ed efficiente. L’utilizzo di supercomputer può contribuire alla modellazione teorica dei virus e dei farmaci, allo sviluppo di strumenti di supporto alla diagnosi e alle scelte terapeutiche, alla gestione ottimizzata delle risorse critiche, al coordinamento delle risposte e all’ottimizzazione della logistica.
In questo contesto Eni e l’azienda biofarmaceutica italiana Dompé, stanno collaborando alla ricerca dei farmaci più sicuri e promettenti nella lotta al Coronavirus. Per l’occasione, sotto la guida della Dompé operano diciotto istituzioni e centri di ricerca in sette paesi europei, tra cui il Cineca di Bologna.
Obiettivo dello studio è condurre simulazioni di dinamica molecolare delle caratteristiche proteine presenti sulla superficie di SARS-CoV-2. Questa trentina di proteine, modellate appositamente per incastrarsi con strutture presenti sulla superficie delle cellule viventi, permettono al virus di attaccare il corpo ospite e fare danni. Sotto la guida della Dompè, i risultati ottenuti da Eni sul supercomputer HPC5 permetteranno di procedere alla fase successiva dello screening di tutti i 10mila principi attivi dei composti farmaceutici già noti e testati su esseri umani a caccia dei più efficaci nel bloccare il virus. Se questa ricerca andrà a buon fine avremo a disposizione un farmaco già clinicamente testato e quindi immediatamente disponibile.
In particolare, Eni metterà a frutto la propria esperienza nell’ambito della modellistica molecolare, cioè lo studio delle molecole attraverso l’uso di modelli matematici in grado di simularne le caratteristiche, senza doverle produrre fisicamente in laboratorio. La modellistica molecolare applicata alla ricerca farmacologica offre due grandi vantaggi: la velocità con cui si può individuare un nuovo farmaco e la possibilità di ridurre i test sui pazienti. Studiare e prevedere le proprietà farmacologiche e gli effetti collaterali di un principio attivo riducendo i tempi e le difficoltà dei trial clinici, è importante in condizioni normali, ma diventa vitale durante un’emergenza come quella che stiamo vivendo.
Per altro, la modellistica molecolare impiega calcoli molto complessi che richiedono una potenza di elaborazione enorme. Senza il supporto delle 7280 GPU del supercomputer Eni, servirebbero anni per portare a termine i calcoli necessari. Utilizzando HPC5, operazioni che avrebbero richiesto due mesi al suo predecessore HPC4, potranno ora venire realizzate in 10 giorni.
Con una potenza quadruplicata, HPC5 presenta numerosi vantaggi: non solo è l’hardware ideale per supportare Gromacs, il programma open source utilizzato per le simulazioni di dinamica molecolare, ma è anche uno dei supercomputer più green del mondo, a minore consumo di energia elettrica per Petaflop/s . Un solo Watt di elettricità gli permette di effettuare quasi venti miliardi di operazioni al secondo.
HPC5 è sito presso il Green Data Center, progettato con un design ecocompatibile, che garantisce il dimezzamento dei consumi ed una significativa riduzione delle emissioni di CO2.
Immagine: Supercomputer Vs virus
(lo)
