Pesquisadores de todo o mundo estão trabalhando em velocidade e escala sem precedentes para entender o coronavírus, desenvolver uma vacina e descobrir novos medicamentos para tratar COVID-19.

Agora, cidadãos, já fazendo sua parte para impedir a propagação do vírus através do distanciamento social e outras medidas, também podem ajudar a desenvolver novas terapêuticas executando simulações em seus computadores. A execução de cálculos específicos coordenando e distribuindo o trabalho em milhares de computadores separados é chamada de computação distribuída.

Junto com alunos de pós-graduação em seu laboratório, O professor associado de química Vincent Voelz tem trabalhado com uma equipe internacional de pesquisadores para rastrear computacionalmente os inibidores potenciais da principal protease do coronavírus, um alvo atraente para novos medicamentos antivirais. E eles estão usando a rede de computação distribuída Folding @ home para fazer isso. Dobramento refere-se aos processos pelos quais a estrutura de uma proteína assume sua forma para que possa desempenhar suas funções biológicas.

"Nosso grupo usa as ferramentas de simulação molecular e mecânica estatística para investigar a estrutura e função das biomoléculas, "diz Voelz, que trabalha com o Folding @ home desde 2007, enquanto fazia pós-doutorado na Universidade de Stanford, onde a rede de computação distribuída começou. "É um salto rápido desse trabalho para usar nossa experiência em simulação biomolecular para ajudar a combater o COVID-19."

Para a pesquisa de coronavírus, Voelz está fazendo parceria com pesquisadores do Memorial Sloan-Kettering Cancer Center e Diamond Light Source. Um grupo de cristalografia de raios-X no Reino Unido, Diamond Light Source fez um trabalho inovador na solução de mais de mil estruturas cristalinas diferentes da protease principal do coronavírus e na descoberta de vários fragmentos de drogas que se ligam a locais na proteína.

“Quando o vírus entra na célula, ele coopta a máquina da célula para reunir mais cópias de si mesmo e se replicar, "explica Voelz." Se você pode inibir a protease, você pode inibir uma etapa necessária no ciclo de vida do vírus. "

O poder de computação combinado dos milhares de usuários do Folding @ home está sendo usado para examinar virtualmente um grande número de compostos de drogas em potencial. Essas simulações ajudarão a priorizar quais moléculas serão sintetizadas e analisadas por pesquisadores com o objetivo de desenvolver rapidamente novas terapias contra o coronavírus.

"Agora sabemos que existem muitos fragmentos de drogas que se ligam a locais específicos na estrutura da proteína do coronavírus, "diz Voelz." Estas são pistas para o desenvolvimento de novos medicamentos. As informações dinâmicas que obtemos das simulações do Folding @ home são realmente difíceis de medir experimentalmente em um laboratório. "

No início de março, Cerca de 30, 000 usuários haviam baixado o software Folding @ home e eram participantes ativos do projeto COVID-19. Várias semanas depois, esse número cresceu para mais de 700, 000. A partir de 1º de abril, havia mais de 1 milhão de pessoas participando. "Combinado, agora somos o maior supercomputador do mundo, "diz Voelz, que observa que a comunidade de jogos online é um grande contribuidor. "Quebramos a barreira exaFLOP, uma medida de operações por segundo que é o equivalente a dez vezes o poder de computação do supercomputador mais rápido do mundo. "

De acordo com Voelz, a velocidade de propagação do coronavírus ao redor do mundo inspirou muitos pesquisadores a remover "gargalos" no modo como o conhecimento científico é desenvolvido, analisados ​​e compartilhados.

"As organizações científicas estão compartilhando informações de uma forma sem precedentes, e pessoas ao redor do mundo estão se unindo para resolver um problema muito difícil, ", diz Voelz." O tipo de ciência cidadã ou ciência crowdsourced do Folding @ home pode ser muito poderoso. Quanto mais pessoas se interessam por essa ideia, a ciência básica mais vitalmente importante que podemos fazer. "

Quer ajudar a encontrar novas terapias medicamentosas para combater o COVID-19? Acesse foldathome.org para baixar o software.