Superračunar ‘otključao’ genetski kod korona virusa

Kada su pre godinu dana iz Kine počele da stižu vesti o novom virusu koji izaziva teške zdravstvene probleme, malo ko u se u Evropi i SAD-u obazirao. Poneki naučnik bi dao neki komentar u medijima i ništa više od toga. Samo par meseci kasnije, bilo je jasno da se svet suočava sa pandemijom dosad neviđenih razmera.

Novi korona virus SARS-COV2, nazvan je tako jer su korona virusi poznati već skoro jedan vek. Ipak, za naučnike i stručnjake način na koji ova nova mutacija funkcioniše bio je dugo vremena tajna. Sada se smatra i da je ovaj virus bio prisutan u prirodi barem od 2016. godine, a neke zemlje, kao što je Italija, potvrdile su da su sojevi ovog virusa bili prisutni još u septembru 2019. godine. Koliko je ovaj virus zaista opasan i kakve probleme kod pacijenata izaziva najbolje znaju lekari i medicinski radnici koji se sa njim bore od početka pandemije.

Doktorka Nataša Jordanov Mitić, koja radi u jednoj od COVID bolnica u Srbiji, kaže da bez vakcine nema pravog leka:

“U prvom talasu bili smo disciplinovaniji, broj novoobolelih na dnevnom nivou je bio mnogo manji. Zasad su ispravno nošenje maske i distanca jedine mere koje pomažu, ali, nažalost, mnogi ljudi ih se ne pridržavaju, a još uvek imamo i one ‘neverne Tome’ koji ne veruju u koronu, a rezultat toga je svakodnevni veliki broj novozaraženih. Dok se ne pojavi vakcina i dok ne počne vakcinacija, nošenje maske i distanca su nešto što moramo da poštujemo”, kaže Jordanov Mitić.

Superračunari protiv super virusa

Još od početka pandemije bilo je jasno da klasičnim istraživanjima, koja su se primenljivala kada su drugi virusi (kao što su ebola i malarija) u pitanju, vakcina protiv korona virusa neće razviti barem još nekoliko godina. Bilo je potrebno pronaći novi način i kompletno nove naučne metode kako bi se pandemija što pre zaustavila ili barem značajno usporila.

Tako je u maju mesecu ove godine u SAD-u pokrenuta inicijativa “Operacija Svetlosna brzina” (Operation Warp Speed, po istoimenom nazivu iz serije Zvezdane staze). Cilj Warp Speeda je bio kreiranje javno-privatnog partnerstva kako bi se što pre otkrio način na koji korona virus funkcioniše, te razvoj i proizvodnja vakcine.

Warp Speed se oslanja na poseban program nazvan BARDA, koji omogućava transfer preko deset milijardi dolara iz federalnih izvora naučnicima i privatnim biotehnološkim kompanijama. U programu učestvuju kompanije Moderna, Novavax, Merck, Sanofi GSK, AstraZeneca/Oxford i Janssen.

Ipak, za razvoj vakcine bilo je neophodno potpuno mapirati genetski kod novog virusa. Tada su naučnici došli na ideju – zašro ne koristiti superračunare? Summit (Vrh ledenog brega) koji je napravila kompanija IBM, drugi je najbrži računar na zemlji. Razvijan pod imenom OLCF-4, Summit koristi više od 9000 Power9 procesora, kao i neverovatnih 28000 grafičkih ko-procesora Tesla iz kompanije Nvidia. Pokreće ga operativni sistem Red Hat Linux Enterprise, a instaliran je u nacionalnoj laboratoriji Oak Ridge u američkoj saveznoj državi Tenesi.

Summit je prvi računar koji je dostigao exaflop brzinu obrade podataka, tačnije 1.8 exaflopa. Iako je prvobitno bio namenjen simulaciji vremenskih prilika, globalnog zagrevanja i veštačke inteligencije, naučnici su za kratko vreme razvili Linux softver za simulaciju načina na koji funkcionišu virusi u organizmu.

Hiljade godina proračuna za dvije sedmice

Summit je analizirao više od 40000 genetskih uzoraka iz briseva 17000 pacijenata. Iako je ovaj superračunar veoma brz, ispitivanje više od 2.5 milijardi mogućih genetskih kombinacija virusa trajalo je čak dve nedelje. Prosečnom računaru nove generacije bi za ovako nešto bilo potrebno oko 20 hiljada godina.

Napomena o autorskim pravima

Preuzimanje dijela (maksimalno trećine) ili kompletnog teksta moguće je u skladu sa članom 14 Kodeksa za štampu i online medija Bosne i Hercegovine: “Značajna upotreba ili reprodukcija cijelog materijala zaštićenog autorskim pravima zahtijeva izričitu dozvolu nositelja autorskog prava, osim ako takva dozvola nije navedena u samom materijalu.”

Ako neki drugi medij želi preuzeti dio autorskog teksta, dužan je kao izvor navesti Al Jazeeru Balkans i objaviti link pod kojim je objavljen naš tekst.

Ako neki drugi medij želi preuzeti kompletan autorski tekst, to može učiniti 24 sata nakon njegove objave, uz dozvolu uredništva portala Al Jazeere Balkans, te je dužan objaviti link pod kojim je objavljen naš tekst.

Ono što je Summit otkrio je bilo revolucionarno – virus ulazi u organizam i ćelije preko takozvanih ACE2 receptora, kojih najviše ima u nosnoj šupljini, ustima, digestivnom traktu, srcu i bubrezima. Takođe je otkriveno da SARS-COV2 koristi i prirodni odziv ljudskog imunog sistema, tako što povećava broj ACE2 receptora, što utiče na vaskularni sistem, snižava pritisak te stvara probleme i u drugim organima, a ne samo respiratornom traktu. Ovo se slaže sa izveštajima lekara širom sveta koji su naveli da kod velikog broja pacijenata dolazi do oštećenja srca i vaskularnog sistema.

Nemanja Dmitrić, programer i stručnjak za Cloud sisteme, kaže da superračunari jedini mogu da obave ovako složene proračune.

“Superračunari su i dalje ogromni, obično zauzimaju manje hale ili cele spratove, imaju hiljade procesora, koriste mnogo energije i potrebno im je posebna vrsta hlađenja. Iako su nove generacije procesora izuzetno energetski efikasni, kada ih imate na hiljade, to je veliki problem. Ovi računari se koriste u vojne svrhe, u istraživanju svemira, a sada vidimo i u medicini. Obični računari jednostavno nisu dovoljno brzi, a rad superkompjutera je toliko skup da ih uglavnom imaju državne agencije, vojska ili super bogate kompanije. Ipak, stvari se menjaju, pa je tako kompanija Nvidia upravo predstavila ‘kućni’ superračunar DGX A100, koji iako veoma skup, može da vrši proračune kao hiljade običnih računara, i to sve u kućištu ne većem od običnog PC računara”, objašnjava Dmitrić.

Vakcine će biti za sve?

Proračuni koje je obavio Summit doveli su do razvoja za sada dve efikasne vakcine koje još uvek čekaju odobrenje američkih vlasti (agencije FDA). Pored Pfizera i Moderne, i AstraZeneca je na dobrom putu da dođe do efikasne vakcine. Treba reći da i Rusija polaže nade u sopstvenu vakcinu Sputnjik V, koja još nije međunarodno registrovana i odobrena.

I tu dolazimo na teren politike – da li će u 2021. godini biti vakcine za sve kojima je potrebna – prvenstveno zdravstvene radnike i najugroženije slojeve stanovništva širom sveta – ostaje da se vidi. Ujedinjene nacije i Evropska unija su već pozvale bogate zemlje na izdvajanje novca za kupovinu vakcine za zemlje Afrike i Azije.

Takođe, za sada je i nejasno kako će se ( i da li će uopšte) vakcina biti distribuirana u konfliktnim i ratnim zonama širom planete kao što su Sirija, Jemen…

Izvor: Al Jazeera