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Las supercomputadoras juegan un papel importante en la investigación de COVID-19

Según el Centro Nacional de Aplicaciones de Supercomputación, se están tomando medidas para predecir dónde se propagará el virus y analizar la efectividad de las medidas preventivas.

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En la frenética búsqueda de un medicamento para tratar a los pacientes con COVID-19, los investigadores tienen un arma poderosa para ayudarlos: las supercomputadoras. John Towns, director ejecutivo de ciencia y tecnología del Centro Nacional de Aplicaciones de Supercomputación, dijo que las computadoras más rápidas del mundo se están utilizando para acelerar drásticamente la investigación para ayudar a combatir el coronavirus.

Investigadores e instituciones están utilizando supercomputadoras para rastrear la propagación de COVID-19 en tiempo real. La NCSA dijo que los investigadores están utilizando supercomputadoras para predecir dónde se propagará el virus identificando patrones y analizando el efecto de medidas de precaución como el distanciamiento social.

También juegan un papel en el descubrimiento de tratamientos efectivos. Las supercomputadoras permiten a los expertos explorar la estructura de los virus para desarrollar vacunas y encontrar medicamentos contra el COVID-19. Los expertos están utilizando supercomputadoras para ubicar recursos como ventiladores y máscaras en hospitales de todo el país a medida que aumenta la preocupación por la escasez de equipos.

NCSA es miembro del Consorcio de Computación de Alto Rendimiento COVID-19, un grupo de agencias federales, laboratorios, academia e industria que han contribuido con tiempo y recursos informáticos que los investigadores pueden usar para responder a la pandemia, dijo Towns. .

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Cómo las supercomputadoras están ayudando a acelerar la investigación del coronavirus (República tecnológica)

Towns preside un comité de revisión que toma propuestas de la comunidad de investigación, las evalúa y hace recomendaciones sobre si deben aprobarse y, de ser así, qué recursos deben igualarlas.

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Dijo que uno de esos proyectos prometedores es de la Universidad de Utah, donde un equipo de investigadores está utilizando la supercomputadora Blue Waters y otros recursos para «diseñar inhibidores peptídicos novedosos de las principales proteasas de COVID-19, proteínas específicas de este tipo que rompen otras proteínas. «Las enzimas de las proteínas son fundamentales para muchas funciones biológicas», dijo una publicación de blog en el sitio web del consorcio.

El químico Thomas Cheatham dijo que el equipo está tratando de modificar el inhibidor peptídico, que «bloquea la actividad de esta proteasa, que es fundamental para la función de la COVID-19».

Esperan encontrar un nuevo inhibidor peptídico que «finalmente nos ayude a comprender un aspecto del bloqueo de la COVID-19 al enfocarse mejor en su proteasa principal», dijo Cheatham en una entrevista con el consorcio.

Es «uno de los proyectos más grandes que estamos apoyando», dijo Towns, quien estima que hasta ahora hay otros 25 proyectos que han sido apoyados por recursos de NSF separados del consorcio.

Towns dijo que las supercomputadoras están ayudando a resolver tres problemas relacionados con la respuesta a la pandemia:

1. Comprender la estructura de las proteínas y cómo los virus ingresan a las células humanas. «Esto requirió hacer muchas simulaciones de proteínas detalladas y comprender cómo la estructura del virus se adhiere a la célula y entra en la membrana celular», dijo. Towns dijo que esto requería simulaciones extensas de estructuras de proteínas para ayudar a los investigadores a comprender cómo el virus ataca a las células humanas y cómo ingresa al cuerpo.
2. Terapéutica y cómo desarrollar y aplicar fármacos antivirales. “Una vez que entiendes cómo funciona un virus, tienes que diseñar algo que sea efectivo contra él”, dijo.
3. Tratar y manejar pacientes. Comienza por comprender cómo ha evolucionado el coronavirus, cómo se propaga y usar el distanciamiento social como estrategia para abordar el problema de la transmisión del virus a través de gotitas.

Downs dijo que también anticipa la investigación en otras áreas, como el comportamiento de las sociedades durante una pandemia, porque ese comportamiento puede afectar la forma en que se propaga el virus.

“Si las personas no practican el distanciamiento social, podemos propagar enfermedades”, dijo. «La clave es frenar la propagación para que podamos manejarla de manera más efectiva sin abrumar al sistema de salud».

Los investigadores también están analizando los problemas de la cadena de suministro: obtener suministros críticos donde y cuando se necesiten, dijo. La supercomputación lo hace posible, dijo Towns.

Las supercomputadoras «se usan de diferentes maneras en estos diferentes campos, pero requiere un sistema informático de este tamaño [with] La capacidad de modelar el virus de manera efectiva”, así como el uso de datos recopilados en torno a la propagación de la enfermedad, dijo.

resultados hasta ahora

«Se han realizado simulaciones muy importantes de la interacción entre los virus y las superficies celulares, lo que nos ayuda a comprender cómo ingresan los virus a las células”, dijo Towns. También se ha trabajado mucho.

Towns dijo que también se han logrado avances en el análisis de los datos de los pacientes, lo que permite a los investigadores comprender qué tan rápido estamos viendo que la enfermedad se propaga por todo el país a nivel de condado.

«Todavía tengo esperanzas en las dos categorías principales, pero son los resultados más difíciles de ver», dijo Downs. «Lo que hemos visto hasta ahora son predicciones de cómo se propaga la enfermedad y cómo se propaga [which] Informar a los CDC directamente al desarrollar pautas y recomendaciones para los líderes políticos y el público», así como para las organizaciones de atención médica.

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Imagen: Getty Images/iStockphoto

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