Departamento de Energia dos EUA usa o supercomputador mais poderoso do mundo, o Summit, para ajudar a combater o COVID-19

A tecnologia IBM e NVIDIA colaboram na identificação de compostos que podem levar os pesquisadores a uma cura

A tecnologia está no centro dos avanços científicos há décadas. Há 16 anos, o supercomputador IBM Blue Gene estreou como o primeiro supercomputador a quebrar a barreira da “petascale” e passou a desempenhar um papel crucial no sequenciamento do genoma humano. Essa descoberta ajudou a abrir a porta para novos medicamentos e tratamentos, e o Blue Gene simulou aproximadamente 1% de um córtex cerebral humano, contendo 1,6 bilhão de neurônios com aproximadamente 9 trilhões de conexões, levando a uma maior compreensão do computador mais complexo já criado: o cérebro humano.

Agora, o Departamento de Energia dos Estados Unidos anunciou um poderoso novo aliado na luta contra a epidemia COVID-19 que atingiu 84 países e todos os continentes, exceto a Antártica, de acordo com o resumo mais recente do Centro de Controle e Prevenção de Doenças (CDC, na sigla em inglês): o supercomputador Summit, desenvolvido pela IBM.

Os vírus infectam as células usando uma “agulha” para injetar seu material genético na célula hospedeira. Ao tentar entender novos compostos biológicos, como vírus, pesquisadores de laboratórios cultivam o microorganismo e obervam como ele reage na vida real à introdução de novos compostos, mas esse pode ser um processo lento, sem computadores capazes de realizar simulações para reduzir o leque de variáveis em potencial, mas mesmo assim há desafios. As simulações em computadores podem examinar como diferentes variáveis reagem com vírus diferentes, mas quando cada uma dessas variáveis individuais é composta por milhões ou mesmo bilhões de dados exclusivos e com a necessidade de executar diversas simulações, isso pode se tornar rapidamente um processo demorado usando hardware básico.

O composto, mostrado em cinza, foi calculado para se ligar à proteína spike SARS-CoV-2, mostrada em ciano, para impedir que ela se encaixe no receptor da enzima conversora de angiotensina humana 2, ou ACE2, mostrado em roxo.  Crédito: Micholas Smith/Laboratório Nacional de Oak Ridge, Departamento de Energia dos EUA

Usando o Summit, os pesquisadores conseguiram simular 8.000 compostos em questão de dias para modelar que poderiam afetar esse processo de infecção no pico do vírus, e identificaram 77 compostos de moléculas pequenas, como drogas e compostos naturais, que demonstraram o potencial de afetar a capacidade do COVID-19 de acoplar e infectar células hospedeiras.

“O Summit foi essencial para obter rapidamente os resultados de simulação que precisávamos. Demorou cerca de dois dias, enquanto levaria meses em um computador normal”, disse Jeremy Smith, presidente do governador da Universidade do Tennessee, diretor do Centro de Biofísica Molecular da UT/ORNL e principal pesquisador do estudo. “Nossos resultados não significam que encontramos uma cura ou tratamento para o coronavírus. No entanto, temos esperança de que nossas descobertas computacionais auxiliem estudos futuros e forneçam uma estrutura que os pesquisadores usarão para investigar melhor esses compostos. Só então saberemos se algum deles apresenta as características necessárias para mitigar esse vírus.”

O Summit deu aos pesquisadores sua enorme capacidade de processamento de dados, habilitada por seus 4.608 nós de servidor IBM Power Systems AC922, cada um equipado com duas CPUs IBM POWER9 e seis GPUs NVIDIA Tensorcore V100, proporcionando uma taxa de transferência máxima de 200 petaflops, projetado para ser mais poderoso do que um milhão de notebooks de ponta. Desde que estreou como o supercomputador mais poderoso do mundo em 2018, consolidou seu título ao conduzir pesquisas pioneiras para ajudar a entender as origens do universo, ajudar a entender a crise dos opióides e mostrar como os humanos poderiam pousar em Marte. O Summit e seu “irmão”, o supercomputador Sierra, foram entregues simultaneamente pela IBM reforçando o comprometimento em fornecer tecnologia inovadora para a evolução da humanidade.