L’intelligenza artificiale e il calcolo ad alte prestazioni dei supercomputer in primo piano nella lotta al Covid-19 in un progetto di ricerca europeo.
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L’intelligenza artificiale e il calcolo ad alte prestazioni come possono aiutare nella lotta contro il coronavirus? In cerca di risposte, un gruppo di scienziati europei sta combinando algoritmi, biochimica e screening molecolari in un progetto di ricerca che punta a identificare potenziali molecole efficaci contro il coronavirus.
Il coronavirus, un super nemico per un supercomputer
Gli scienziati informatici dell’Università Federico II di Napoli stanno usando un potere computazionale enorme per combattere la pandemia. Il nemico contro cui stanno lottando è diverso da qualunque altro, dice Andrea Beccari, coordinatore del progetto europeo Exscalate4Cov: “Rispetto ad altri virus su cui abbiamo lavorato, per esempio Zika, in questo caso il coronavirus ha una complessità maggiore perché è costituito da molte più proteine che hanno diversi ruoli biologici”.
L’obiettivo di questo progetto di ricerca è di identificare molecole in grado di bloccare l’avanzata del virus all’interno del corpo umano. Il problema è che i ricercatori dispongono di una libreria di circa 500 miliardi di molecole da esplorare. Come identificare i candidati più promettenti nel più breve tempo possibile? La loro soluzione è usare supercomputer in grado di “spulciare” fino a tre milioni di molecole al secondo.
“Il computer è fondamentale – prosegue Beccari – perché possiamo lavorare contemporaneamente su tutte le 25 proteine del virus che si occupano dei vari meccanismi – infezione, replicazione, blocco del sistema immunitario… – in contemporanea”.
48 ore per valutare il potenziale di una molecola
La ricerca di nuove molecole contro il Covid-19 richiede anche che i supercomputer generino e analizzino modelli 3D e strutture sperimentali 3D di proteine contenute in agenti patogeni pandemici.
Dopo essere state identificate, le molecole più promettenti vengono spedite a Lovanio, in Belgio, dove vengono inserite in cellule preventivamente infettate con il coronavirus per studiarne le reazioni. Questa complessa ricerca è parzialmente svolta in una struttura automatizzata unica nel suo genere, che funziona a bassa pressione, in modo che il materiale biologico non possa sfuggire. Il potenziale di una molecola può essere valutato nel giro di 48 ore, spiega il virologo Johan Neyts: “I bracci robotici prendono le piastre in cui abbiamo coltivato le cellule e in cui abbiamo coltivato il virus e le mettono nelle pipettatrici. Dopo un po’ di tempo aggiungono il virus alle cellule e poi mettono la miscela nell’incubatrice a 37 gradi centigradi dove resteranno per un paio di giorni. E dopo un paio di giorni i bracci robotici tirano fuori le piastre dall’incubatrice e le mettono nel microscopio automatico che legge e controlla se alcuni dei composti bloccano il virus”.
Gli scienziati sperano di riuscire in questo modo a contribuire allo sviluppo di nuovi farmaci contro il Covid-19 in tempi rapidi.
