Nejvýkonnější počítače v České republice znovu poslouží dobré věci. Národní superpočítačové centrum IT4Innovations navázalo spolupráci s italskou univerzitou Politecnico di Milano a nabídlo jí pomocnou ruku při výzkumu souvisejícím s nejdiskutovanější nemocí v současné době – COVID-19. IT4Innovations se tímto jako jediný český zástupce zapojuje do prestižní ligy Exscalate4COV.

Koronavirus v minulých měsících ochromil ekonomiku řady států, způsobil kolaps nejednoho zdravotnického zařízení a nechal za sebou statisíce mrtvých. Nalezení léku, který by vyléčil nakažené nemocí COVID-19, zaměstnává nyní nejednoho vědce. Proces objevování nových léčiv je však finančně velmi nákladný a léky se dostávají na trh až po mnohaletém testování. S tímto problémem mohou pomoci superpočítače, jež zvládnou testování významně urychlit a tím snížit vynaložené investice. S přihlédnutím k tomuto faktu začínají především farmaceutické společnosti investovat do zdrojů superpočítání a cloudových řešení, jelikož výkonné výpočetní prostředky, nové numerické modely a umělá inteligence umožňují vytváření simulací s přesnějšími výpočty v podstatně kratším čase.

IT4Innovations národní superpočítačové centrum v minulosti spolupracovalo s institucí Politecnico di Milano na projektu ANTAREX. Součástí tohoto projektu, na kterém se podílely i farmaceutická společnost Dompè a superpočítačové centrum CINECA, byla i případová studie, z níž vzešla platforma pro objev léků (zvaná Exscalate) proti pandemickým virům a jiným patogenům. Ta byla testována později také v souvislosti s virem Zika. V současné době je zmíněná platforma používána v rámci projektu Exscalate4COV k nalezení léčiv proti koronaviru. Členy ligy Exscalate4COV, mezi které nyní patří i IT4Innovations, jsou průmyslové a vědecké subjekty, jež nejsou formálně součástí konsorcia, ale přispívají materiálem, znalostmi nebo jinými prostředky v tomto projektu.

Počet chemických látek, které by mohly přispět k vyléčení nemoci COVID-19, se rozrostl z 1 miliardy na 500 miliard, což činí celou analýzu velmi náročnou. Vědci z Politecnico di Milano plánují optimalizovat zmíněnou platformu také s  využitím českých superpočítačů umístěných v IT4Innovations v Ostravě a zjednodušit vzdálené spouštění výpočtů na superpočítačích pomocí HPC-as-a-Service řešení HEAppE vyvíjeného v IT4Innovations. Dalším cílem této spolupráce je zjistit, zda existuje možnost využít umělé inteligence k vytyčení konkrétních látek, které by byly přednostně analyzovány v budoucích mimořádných situacích.

„IT4Innovations nyní znovu navázalo spolupráci s Politecnico di Milano, v rámci které bude testovat nové algoritmy a metody pro objevování terapeutického řešení koronaviru také na našich superpočítačích. Hlavním cílem tohoto výzkumu je připravit půdu pro rychlou reakci při případné pandemii, přičemž se do budoucna počítá i s využitím platformy LEXIS, která prolíná výhody vysokovýkonnostního počítání, cloudu a práce s velkými datovými soubory. LEXIS umožní otestovat algoritmy napříč různými superpočítačovými centry, což povede k experimentům ve velkém měřítku,“ uvedl vedoucí Laboratoře pro náročné datové analýzy a simulace IT4Innovations a hlavní řešitel projektu LEXIS Jan Martinovič.

„V rámci projektu Exscalate4COV byl již proveden počáteční výzkum s omezenou databází 10 tisíc dostupných léčiv a největší výzvou, které momentálně čelíme, je její rozšíření na více než 500 miliard molekul. S tímto by nám mohly pomoci právě superpočítače. Ty urychlí výběr pouze těch potenciálně nejvhodnějších molekul, jež se odešlou do následujících fází procesu vývoje nových léčiv. Naše spolupráce s IT4Innovations, která proběhla v rámci projektu ANTAREX, byla úspěšná a od té nynější si slibujeme další zrychlení výpočetního procesu, což značně usnadní boj s budoucí pandemií,“ uvedl Gianluca Palermo, hlavní vědec projektu Exscalate4COV z institutu Politecnico di Milano.