Onderzoekers van het Oak Ridge National Laboratory (ORNL) van het Amerikaanse Department of Energy hebben de krachtigste supercomputer ter wereld, Summit van IBM, ingezet in de race om een vaccin voor het coronavirus te vinden. Onderzoekers van ORNL kregen speciaal toegang tot de computer om zo simulaties met ongekende snelheid uit te voeren.
In twee dagen identificeerde en bestudeerde Summit zo 77 potentiële geneesmiddelen met een klein molecuul om te vechten tegen COVID-19. Deze taak zou met traditionele een lab-aanpak jaren zou hebben geduurd.
IBM Watson
Naast de rekenkracht van Summit werkt ook Watson Health van IBM rechtstreeks samen met gezondheidsorganisaties over de hele wereld om de aard van COVID-19 beter te begrijpen. Het IBM Clinical Development-systeem is kosteloos beschikbaar gesteld aan nationale gezondheidsinstanties om de tijd en kosten van klinische proeven te verminderen door gegevens en analyses te leveren van apparaten met internet. Een cognitieve tool voor operationeel risico-inzicht is beschikbaar gesteld aan non-profitorganisaties die belast zijn met informatie over de verspreiding van virussen.
Eiwit
De onderzoekers van Oak Ridge National Laboratory gebruikten Summit om simulaties uit te voeren van meer dan 8.000 mogelijke verbindingen om om te kijken welke de meeste kans hebben om de ziekte aan te pakken, door zich te binden aan het belangrijkste eiwit van het coronavirus, waardoor het niet meer in staat om gastheercellen te infecteren.
Infecteren
Virussen infecteren cellen door zich eraan te binden en een ‘spike’ te gebruiken om hun genetisch materiaal in de gastheercel te injecteren. Om nieuwe biologische verbindingen, zoals virussen, te begrijpen, kweken onderzoekers in natte laboratoria het micro-organisme en zien hoe het in het echte leven reageert op de introductie van nieuwe verbindingen. Dit is een langzaam proces zonder krachtige computers die digitale simulaties kunnen uitvoeren om het bereik van mogelijke variabelen te verkleinen.
Variabelen
Computersimulaties kunnen onderzoeken hoe verschillende variabelen reageren met verschillende virussen. Elk van deze individuele variabelen kan miljarden unieke gegevenspunten bevatten. Wanneer deze datapunten worden samengesteld met meerdere simulaties, kan dit een zeer tijdrovend proces worden als een conventioneel computersysteem wordt gebruikt.
Behandeling
De resultaten van Summit betekenen niet dat er een remedie of behandeling voor het nieuwe coronavirus is gevonden. Maar wetenschappers hopen dat de bevindingen in toekomstige studies gebruikt kunnen worden om een gericht kader te bieden om de verbindingen verder te onderzoeken.
