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Les chercheurs du laboratoire national d’Oak Ridge du ministère de l’énergie ont utilisé Summit, le superordinateur le plus puissant du monde, pour identifier 77 composés médicamenteux à petites molécules qui pourraient justifier des études plus approfondies dans la lutte contre le coronavirus SRAS-CoV-2, responsable de l’épidémie de la maladie COVID-19.

Un superordinateur trouve 77 composés contre le COVID-19

Les deux chercheurs ont effectué des simulations sur Summit de plus de 8 000 composés afin de détecter ceux qui sont les plus susceptibles de se lier à la principale protéine du coronavirus, le rendant incapable d’infecter les cellules hôtes. Ils ont classé les composés d’intérêt qui pourraient avoir une valeur dans les études expérimentales du virus. Ils ont publié leurs résultats sur ChemRxiv.
L’idée est née d’un intérêt pour le point d’entrée du coronavirus dans une cellule hôte. Lorsque les chercheurs chinois ont séquencé ce virus, ils ont découvert qu’il infectait l’organisme par l’un des mêmes mécanismes que le virus du syndrome respiratoire aigu sévère, ou SRAS, qui s’est propagé dans 26 pays pendant l’épidémie du SRAS en 2003. La similarité entre les deux structures du virus a facilité cette étude sur ce nouveau virus.
Jeremy C. Smith, titulaire de la chaire du gouverneur de l’Université du Tennessee et directeur du Centre de biophysique moléculaire de l’UT/ORNL, est parti du principe que les deux virus pourraient même « s’arrimer » à la cellule de la même manière. Micholas Smith, membre de l’équipe et chercheur postdoctoral du CMB de l’UT/ORNL, a construit un modèle de la protéine de pointe du coronavirus, également appelée protéine S, en se basant sur les premières études de sa structure.

Un modèle de calcul complet

« Nous avons pu concevoir un modèle de calcul complet basé sur des informations qui n’ont été publiées que récemment dans la littérature sur ce virus », a déclaré Micholas Smith, en référence à une étude publiée dans Science China Life Sciences.

Après avoir obtenu un temps de calcul sur Summit grâce à une allocation discrétionnaire du directeur, Micholas Smith a utilisé un code de simulation chimique pour effectuer des simulations de la dynamique moléculaire, qui analysent les mouvements des atomes et des particules dans une protéine. Il a simulé différents composés s’amarrant au pic de la protéine S du coronavirus pour déterminer si l’un d’entre eux pourrait empêcher le pic de se coller aux cellules humaines.
« En utilisant Summit, nous avons classé ces composés sur la base d’un ensemble de critères liés à la probabilité qu’ils se lient au pic de la protéine S », a déclaré Micholas Smith.
L’équipe a trouvé 77 composés à petites molécules, tels que des médicaments et des composés naturels, qu’elle soupçonne d’être utiles pour des tests expérimentaux. Dans les simulations, ces composés se lient à des régions du pic qui sont importantes pour l’entrée dans la cellule humaine, et pourraient donc interférer avec le processus d’infection.

Tester ces 77 composés

Après la publication d’un modèle de la protéine S très précis dans Science, l’équipe prévoit de reprendre rapidement cette étude informatique avec la nouvelle version de la protéine S. Cela pourrait modifier le classement des produits chimiques susceptibles d’être les plus utiles. Les chercheurs ont souligné la nécessité de tester expérimentalement ces 77 composés avant de pouvoir déterminer leur utilité.
« Il fallait Summit pour obtenir rapidement ces résultats de simulation dont nous avions besoin. Cela nous a pris un jour ou deux alors que cela aurait pris des mois sur un ordinateur normal », a déclaré Jeremy Smith. « Nos résultats ne signifient pas que nous avons trouvé un remède ou un traitement pour le coronavirus de Wuhan. Nous espérons toutefois que nos résultats informatiques serviront à la fois à alimenter de futures études et à fournir un cadre que les expérimentateurs utiliseront pour étudier plus rapidement ces composés. Ce n’est qu’alors que nous saurons si l’un d’entre eux présente les caractéristiques nécessaires pour lutter contre ce virus ».

Summit fut essentiel

Le calcul doit être suivi d’une expérience. Selon Jeremy Smith, le criblage informatique « éclaire » essentiellement les candidats prometteurs pour des études expérimentales, qui sont essentielles pour vérifier que certains produits chimiques combattront ce virus. L’utilisation d’un supercalculateur tel que Summit était importante pour obtenir rapidement ces résultats.
Source : Oak Ridge National Laboratory
Crédit photo : Pixabay

COVID-19 : un superordinateur trouve de nouveaux composésmartinbiothechnologie
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