Superkomputery w walce z koronawirusem

Finansowane przez UE konsorcjum Exscalate4CoV ogłosiło dzisiaj, że już zarejestrowany lek generyczny stosowany do leczenia osteoporozy, Raloksyfen, może być skutecznym sposobem leczenia zakażonych COVID-19 pacjentów z łagodnymi objawami. Konsorcjum korzysta ze wspieranej przez UE platformy do prowadzenia obliczeń superkomputerowych, jednej z najpotężniejszych na świecie, w celu sprawdzenia potencjalnego wpływu znanych cząsteczek na strukturę genomu u koronawirusa. Jest to jeden z wielu przykładów, w jaki sposób unijny program w zakresie badań naukowych i innowacji „Horyzont 2020” skupia najlepszych europejskich naukowców, firmy farmaceutyczne, technologie i infrastrukturę badawczą, aby pomóc w pokonaniu wirusa.

Marija Gabriel, komisarz ds. innowacji, badań naukowych, kultury, edukacji i młodzieży, powiedziała: Dzisiaj bardziej niż kiedykolwiek potrzebujemy nauki. Od stycznia koncentrujemy nasze wysiłki wspierając podmioty zajmujące się badaniami i innowacją w odpowiednich dziedzinach, aby znaleźć rozwiązania i powstrzymać wirusa. Dlatego też wsparliśmy Exscalate4CoV kwotą w wysokości 3 mln euro na sfinansowanie ich badań i cieszę się z osiągniętych przez nie obiecujących wyników.

Thierry Breton, komisarz ds. rynku wewnętrznego, powiedział: Platforma Exscalate4CoV to innowacyjne rozwiązanie w dziedzinie opracowywania leków w Europie i na świecie. Potwierdza ona wartość prawdziwie paneuropejskiej współpracy, łączącej najlepsze zdolności, jakie Europa może zaoferować w dziedzinie biomedycyny i obliczeń wielkiej skali. Będziemy nadal mobilizować wszystkie dostępne technologie, w tym sztuczną inteligencję, do walki z koronawirusem.

Konsorcjum Exscalate4CoV, wykorzystujące jedyną w swoim rodzaju kombinację wysokiej mocy obliczeniowej i sztucznej inteligencji z przetwarzaniem biologicznym, zrzesza 18 partnerów i dodatkowo 15 członków stowarzyszonych. Łączy ono ośrodki obliczeń superkomputerowych we Włoszech, Hiszpanii i Niemczech, duże ośrodki badawcze, firmy farmaceutyczne i instytuty biologii z całej Europy. Platforma dysponuje mocą obliczeniową w wysokości około 120 PetaFLOPsów i umożliwia prowadzenie badań nad zachowaniem cząsteczek w celu określenia skutecznego sposobu leczenia zakażenia koronawirusem. Biblioteka związków chemicznych projektu stale rośnie dzięki umowom z nowo stowarzyszonymi firmami farmaceutycznymi.

Konsorcjum przetestowało już praktycznie 400 tys. cząsteczek przy użyciu superkomputerów. Wstępnie wybrano 7 tys. cząsteczek i poddano je dalszym badaniom in vitro. Raloksyfen okazał się obiecującą cząsteczką: według autorów projektu mógłby skutecznie blokować replikację wirusa w komórkach i w ten sposób powstrzymywać rozwój choroby. Jako zalety leku naukowcy wymieniają jego bardzo dobrą tolerancję u pacjentów, bezpieczeństwo i zbadany profil toksykologiczny.

Kolejnym krokiem będą dyskusje konsorcjum z Europejską Agencją Leków na temat tego, w jaki sposób należy kontynuować badania kliniczne, aby ocenić nowe potencjalne zastosowania Raloksyfenu. W przypadku ich powodzenia lek ten można szybko udostępnić w bardzo dużych ilościach i po niskich kosztach.

Kontekst

Wykorzystując europejską platformę do prowadzenia obliczeń superkomputerowych, Exscalate4CoV jest w stanie przeprowadzić w ciągu kilku tygodni proces badań, który prowadzony tradycyjnymi technikami zająłby wiele lat. W ramach pierwszego etapu dotychczas zidentyfikowano 6 z 25 różnych, stale ulegających zmianom modeli białkowych koronawirusa wywołującego COVID-19. Co tydzień platforma otrzymuje różne mutacje, które następnie są przekształcane w formę cyfrową, wykorzystywaną na kolejnym etapie. Polega on na porównaniu cyfrowej formy białek koronawirusa z cząsteczkami reprezentowanymi w dostępnej bibliotece związków chemicznych. Na trzecim i ostatnim etapie zidentyfikowane cząsteczki przechodzą szereg dodatkowych biologicznych badań w laboratoriach znajdujących się w Belgii i Niemczech, aby można było zrozumieć, jak zidentyfikowana cząsteczka wchodzi w interakcję z modelem wirusa i ocenić stopień, w jakim może ona zatrzymać jego działalność.

W dalszej kolejności w ramach projektu opisane powyżej badania będą prowadzone nad kolejnymi 5 mln cząsteczek spośród 500 mld zgromadzonych w bibliotece związków chemicznych. Oczekuje się, że w ich wyniku zostaną zidentyfikowane kolejne potencjalne cząsteczki, co przyczyni się do znalezienia skutecznego sposobu leczenia choroby.

Exscalate4CoV jest jednym z 18 projektów badawczych, na rzecz których przyznano łącznie 48,2 mln euro w ramach niedawnego nadzwyczajnego zaproszenia do składania wniosków w sprawie badań nad koronawirusem, na działania mające na celu poprawę gotowości i reagowania na ogniska choroby oraz opracowanie szybkich badań w miejscu opieki nad pacjentem, nowych metod leczenia i nowych szczepionek. Prace wykonane przez konsorcjum Exscalate4CoV były możliwe dzięki 3 mln euro przekazanym z nadzwyczajnych funduszy UE w ramach skoordynowanej reakcji UE na pandemię koronawirusa, a projekt uzyskał wsparcie ze strony przedsiębiorstw z branży farmaceutycznej, które udostępniły na jego potrzeby próbki leków za pośrednictwem swojej otwartej bazy danych biologicznych „Drugbox”.

W latach 2014–2018 UE zainwestowała około 600 mln euro w obliczenia wielkiej skali w ramach programu „Horyzont 2020” i instrumentu „Łącząc Europę”. W 2018 r. ustanowiono Wspólne Przedsięwzięcie w dziedzinie Europejskich Obliczeń Wielkiej Skali – wspólną inicjatywę UE i 32 państw europejskich na rzecz stworzenia światowej klasy europejskiego ekosystemu obliczeń superkomputerowych o wartości 1 mld euro.

W dniu 4 maja, podczas szczytu w sprawie globalnej reakcji na pandemię koronawirusa, Komisja zobowiązała się do przeznaczenia ogółem 1,4 mld euro, z czego 1 mld euro pochodzi z programu „Horyzont 2020” i ma służyć opracowaniu szczepionek, nowych metod leczenia oraz narzędzi diagnostycznych w celu zapobiegania rozprzestrzenianiu się koronawirusa. Od stycznia 2020 r. Komisja uruchomiła w ramach programu „Horyzont 2020” łącznie 547 mln euro na walkę z koronawirusem.

Dodatkowe informacje

Strona Komisji: Działania w kontekście koronawirusa

Unijne inicjatywy badawcze w odpowiedzi na pandemię koronawirusa

Technologie cyfrowe w odpowiedzi na pandemię koronawirusa

Europejskie superkomputery dołączają do firm farmaceutycznych w poszukiwaniu nowych leków

Wspólne Przedsięwzięcie w dziedzinie Europejskich Obliczeń Wielkiej Skali

Wykorzystanie europejskich superkomputerów przy poszukiwaniu leku na koronawirusa

Exscalate4CoV