Ajude a combater o coronavírus doando tempo de computação

O supercomputador virtual Folding @ home, que utiliza o poder computacional de muitos computadores domésticos, está procurando maneiras de atacar o novo coronavírus com novos medicamentos. (Reprodução)
Ficar em casa não é a única maneira de ajudar a combater a pandemia de coronavírus.

Centenas de milhares de voluntários adicionaram seus computadores domésticos a uma vasta rede que forma um supercomputador virtual chamado Folding @ home. O projeto Folding @ home, que usa o poder de computação de crowdsourcing para executar simulações de proteínas para pesquisadores que estudam doenças, anunciou em fevereiro que começaria a analisar proteínas encontradas no coronavírus por trás da pandemia em andamento. Essas proteínas são ferramentas que ajudam o vírus a infectar células humanas. Usando simulações em computador, os pesquisadores estão mapeando as proteínas do coronavírus, na esperança de revelar vulnerabilidades que podem ser atacadas com novos medicamentos.

Quanto mais voluntários doarem seu poder computacional não utilizado ao esforço, mais rápido o supercomputador virtual poderá executar sua mágica. Desde que o projeto anunciou seu novo foco no coronavírus, cerca de 400.000 novos voluntários aderiram.

O Science News conversou com o líder do projeto Gregory Bowman, biofísico da Escola de Medicina da Universidade de Washington em St. Louis, sobre como o projeto funciona e como as pessoas podem ajudar. 

Como as simulações ajudam a mapear proteínas de coronavírus? 

Os pesquisadores tiraram fotos das proteínas do coronavírus, chamadas SARS-CoV-2, usando técnicas como cristalografia de raios-X e microscopia crioeletrônica. Mas as proteínas não ficam paradas, diz Bowman. 

"Todos os átomos da proteína e seus arredores estão continuamente se pressionando", diz ele. "O que estamos fazendo é modelar essas interações físicas no computador." Essas simulações revelam as diferentes formas que a estrutura de uma proteína pode assumir. 

Que tipos de vulnerabilidades você está procurando? 

"Você quer um bom bolso na superfície de uma proteína onde possa imaginar essa pequena molécula que projetamos inserindo em um sulco", diz Bowman. Mas muitas proteínas, principalmente as dos vírus, têm superfícies aparentemente lisas, tornando-as difíceis de atingir. 

As simulações do Folding @ home oferecem aos cientistas a chance de descobrir o que Bowman chama de “bolsos enigmáticos” - possíveis locais de ancoragem para medicamentos que não são visíveis nas imagens estáticas da proteína, mas são revelados à medida que a proteína se move em uma simulação de computador. 

Isso funcionou para outros vírus? 

"Na verdade, pegamos uma proteína do vírus Ebola e fizemos simulações e descobrimos um desses bolsos enigmáticos", diz Bowman. "Depois, fizemos os experimentos para mostrar que realmente há um pequeno bolso e, se enfiarmos uma pequena molécula, ela poderá desligar a função da proteína". Da mesma forma, uma nova molécula de fármaco pode ser projetada para ficar nas engrenagens químicas de uma proteína SARS-CoV-2 que torna o vírus incapaz de infectar células humanas. 

Por que não encontrar apenas um medicamento existente que funcione para o coronavírus? 

"Isso seria incrível", diz Bowman. O desenvolvimento de novos medicamentos pode levar anos ou até décadas; portanto, os pesquisadores estão investigando vários medicamentos existentes - como os projetados para combater a hepatite C, Ebola e malária - como possíveis tratamentos do COVID-19. Mas "não há garantias de que essas coisas funcionem", diz ele. Por exemplo, drogas antivirais usadas para tratar o HIV que inicialmente pareciam promissoras não mostraram benefícios claros para pacientes com coronavírus em um recente ensaio clínico. Esforços como o Folding @ home complementam os testes de medicamentos existentes, expandindo a pesquisa. 

Mesmo que alguém identifique um medicamento que possa prejudicar o SARS-CoV-2, "não queremos parar por aí", diz Bowman. “A suposição é que, como muitos vírus, isso sofrerá uma mutação muito rápida e que, se não o acompanharmos, voltaremos com o mesmo problema que temos agora. Enfrentar isso em muitas frentes é a nossa melhor aposta para o sucesso.” 

Por que você precisa de um supercomputador para as simulações? 

"Temos que trabalhar em escalas de tempo muito, muito, muito pequenas" para capturar os pequenos tremores de átomos nas proteínas, diz Bowman. "Cada etapa da simulação é da ordem de um femtossegundo" ou um quadrilionésimo de segundo. Para rastrear o movimento das proteínas, digamos, um segundo, “temos que fazer operações de bilhões de quadrados no computador, e cada uma dessas operações exige que perguntemos como todos os pares de átomos na proteína e na solução circundante estão interagindo um com o outro ”, ele diz. Com base no poder computacional de muitos voluntários de uma só vez, o Folding @ home realiza cálculos em um único mês que pode levar um computador desktop comum a 100 anos. 

O Folding @ home não é o único supercomputador encarregado de estudar o SARS-CoV-2. Em 23 de março, a Casa Branca anunciou um novo consórcio de empresas, universidades e agências governamentais - incluindo vários laboratórios nacionais, NASA, IBM e Microsoft - que estão oferecendo aos pesquisadores acesso a seus supercomputadores para agilizar a descoberta de tratamentos ou uma vacina para SARS. CoV-2. 

Quem pode ajudar com o Folding @ home? 

“Qualquer pessoa pode instalar nosso software em seus computadores pessoais e contribuir” com parte de seu poder de computação não utilizado, diz Bowman. "Temos todo mundo, de pessoas que usam o laptop mais antigo, jogadores que possuem máquinas realmente pesadas e ... empresas que apontam grupos de computadores para o Folding @ home".

Referências:

https://www.sciencenews.org/article/coronavirus-covid-19-proteins-super-computer-fight-pandemic

https://foldingathome.org/
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