Warengo Digest #kryptomeny #blockchain #leadershipvkrizi #skolenimzkrize

Lidstvo povolalo těžký kalibr: Nejvýkonnější superpočítač světa hledá léky v boji proti koronaviru

Máte výkonný notebook? Tak si představte milion takových – získáte výpočetní schopnost supermozku, který vědcům pomohl při analýze všech lidem známých léčivých substancí, které by mohly porazit COVID-19. Podaří se výzkumníkům vyhrát boj s časem?

Zatímco se COVID-19 šíří světem, vědci, doktoři a výzkumníci zapojují všechny dostupné prostředky a zdroje, aby co nejrychleji nalezli odpověď ve formě vakcíny nebo léků, které by zmírnily průběh nemoci. Největší nebezpečí spojené s koronavirem totiž není vir samotný, ale obranná reakce našeho vlastního těla, která může způsobit Těžký akutní respirační syndrom a spoustu jiných zdravotních problémů.

Situace si již vyžádala i zapojení křemíkových mozků. Kromě těch čínských, kde roboti obsluhují nemocnici bez lidského personálu, teď vědci sáhli po nejtěžším kalibru vůbec – nejvýkonnějším počítači světa

Summitsuperpočítač pod křídly IBM – zabírá plochu dvou tenisových kurtů a našli bychom ho v americké vládní laboratoři v Tennessee. Zvládá 200 kvadrilionů operací za sekundu, pro představu – je to výpočetní kapacita zhruba milionu průměrných notebooků.

A k čemu všechnu tu kapacitu využili? Minulý měsíc provedl Summit analýzu 8 000 známých léků a léčiv, mezi nimiž hledal nejefektivnější odpověď na nákazu koronavirem. Databáze neobsahovala jen syntetické léky, ale i chemické přípravky, byliny a přírodní produkty, kterých využívají různé kultury k léčebným účelům. 

V podstatě cokoliv, co nějakým způsobem lidem pomáhá, bylo schváleno a vyhodnoceno jako lidem neškodlivé. Digitální supermozek prolistoval celý dataset za pouhé dva dny a vybral 77 potenciálně vhodných léků. Při použití normálních počítačů by podobná operace trvala měsíce.

Molekulární biofyzik z University of Tennessee Jeremy Smith, který celý projekt řídil, vysvětlil v rozhovoru pro OneZero

„Logika našeho projektu spočívá v tom, že pokud by nějaká substance v simulaci uspěla, získání vládního povolení k zařazení do seznamu léků pro širokou veřejnost by bylo daleko rychlejší než v případě klasického vývoje léčiva.“

Předpoklad je takový, že pokud se některé z léčiv pozitivně prokáže v testovací fázi na zvířatech, vědci by přeskočili zkušební fázi testování na lidech a léčivo by poskytli rovnou pro závažné případy infekce. 

Klasický vývoj léčiva je velice zdlouhavý proces – dostat na trh nový lék může trvat i 10 let od jeho objevu. Výzkumníci si musí být stoprocentně jisti jeho bezpečností a účinností. V současné situaci nemáme 10 let na výzkum, naštěstí ale máme Summit. 

 Summit, který zabírá plochu dvou tenisových kurtů, vypadá jako opravdový CML ze seriálu Návštěvnici

Pro simulace využil Smith a jeho tým rozkódovaný genom viru, který publikovali čínští vědci už v lednu na internetu. Díky těmto datům víme, že virus známý jako SARS-CoV-2 je typově velmi podobný viru SARS, jehož pandemií si svět prošel před téměř 20 lety. S vědomím této podobnosti napsali výzkumníci program tak, aby hledal specifické sloučeniny, které se prokázaly funkčními proti SARSu.

Koronavirus dostál svému jménu kvůli proteinovým hrotům na svém povrchu, které asociují podobnost s korunou. Právě těchto hrotů vir využívá pro průnik a infikování lidských buněk. Výzkumníci proto hledali primárně léky, které jsou schopné obrousit tyto hroty a zbavit tak virus možnosti další replikace. 

David Turek, viceprezident super-výkonných výpočetních projektů pro IBM, říká: „Celý projekt komplikuje fakt, že tyto virové hroty neustále vykonávají nepatrný pohyb. Výzkumníci musí najít léky, které budou fungovat v součinnosti s tímto pohybem.“

Z této skutečnosti lze vyvodit, že je to opravdu komplikovaný matematický problém. Superpočítač je naštěstí připraven na všechno a pro tento případ používá machine learning algoritmů

4 608 nodů (jednotka výpočetní kapacity klasického počítače) se zaměří na jeden konkrétní problém, ten rozdělí do tisíců malých sekcí a ty následně přidělí jednotlivým nodům. Po provedení výpočtů se sekce poskládají zpět do celku a počítač vytvoří simulaci řešení problému. 

Komu se to zdá zbytečně komplikované, může vycházet z toho, že superpočítač pracuje jako včelí kolonie – každý trubec je zodpovědný za jeden drobný úkol, ale všichni dohromady pracují pod jedním společným vedením a s jedním společným cílem. 

Díky této technologii mohou vědci řešit neskutečně složité operace a problémy, jakým je i vývoj nových léčiv.

Výsledky výzkumu zatím neslibují funkční léčebnou metodu pro COVID-19. 77 nalezených sloučenin a substancí teď projde testy na zvířatech a lidských buňkách v laboratořích. 

Virologové z University of Tennessee již na experimentu pracují, ale určení, zda jakákoli z testovaných sloučenin efektivně funguje proti nemoci, může trvat i měsíce. 

To sice zní jako dlouhá doba a pro spoustu nakažených je již dnes pozdě, ale efektivní léky budou potřeba hlavně v budoucnu, pokud se vir v některých regionech stane endemickým. (Což znamená, že se bude v populaci udržovat i bez dalšího šíření, podobně jako třeba chřipka.) 

Smith uzavírá výzkum nepříliš optimisticky: „Netuším, zda nějaká z vybraných látek bude prospěšná. Možná nebude fungovat ani jediná z celé databáze, možná jich bude fungovat hned několik.

Podle něj je ale použití superpočítačů při obdobných simulacích v budoucnu nevyhnutelné. Při dostatečné rychlosti internetu lze zapojit třeba 500 superpočítačů z celého světa najednou, což by umožnilo dělat takto rozsáhlé výzkumy v podstatě na počkání. 

Protože když jde o globální bezpečnostní krizi, máme všechny prostředky světa na její řešení, jen ne čas. 

Máte zájem komentovat, lajkovat nebo přidat svůj vlastní článek? Registrujte se na Warengo teď hned!

#pocitac #superpocitac #koronavirus #COVID19 #krize #vedci #vyzkum #analyza #Summit #IBM #JeremySmith #leky #lecivo #vir #virologove #epidemiologove #pandemie #node

Warengo vám pomáha uspět ve všech byznysových i životních výzvách

Pro přidání komentáře se přihlašte nebo zaregistrujte.