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Le supercalculateur d’IBM au service de la recherche contre le COVID-19

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| Laboratoire national d'Oak Ridge

La recherche d’un traitement contre le SARS-CoV-2 mobilise énormément de ressources humaines et matérielles de par le monde. Pour apporter leur contribution à cette lutte acharnée, des biophysiciens de l’Université du Tennessee ont mis à profit les capacités de Summit, le supercalculateur conçu par IBM : ils ont ainsi pu étudier des milliers de molécules en un temps record, afin d’identifier celles qui pourraient potentiellement entrer dans la composition d’un médicament.

Concrètement, Summit a analysé une base de données de plus de 8 000 composés, issus de médicaments, de produits chimiques, de plantes médicinales et autres produits naturels. L’objectif ? Trouver dans cette base tous les composés capables de se lier aux protéines de pointes caractéristiques du virus, afin d’inhiber leur action et l’empêcher d’envahir les cellules de l’organisme. Résultat : le superordinateur est parvenu à identifier près de 80 composés qui pourraient théoriquement servir au développement d’un médicament contre le SRAS-CoV-2.

Des milliers de simulations

Rappelons que le SRAS-CoV-2 est un virus « à couronne », il est doté de pointes sur sa surface qui lui permettent de venir se fixer aux cellules humaines, puis les infecter. Le moyen d’inhiber l’action de cet agent pathogène est de mettre au point un médicament agissant sur les protéines de pointe et/ou sur les récepteurs des cellules humaines, de manière à ce que la « connexion » ne soit plus possible. Or, tester en réel l’action de diverses molécules sur le virus est une longue procédure. C’est pourquoi l’informatique est indispensable dans cette situation.

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Le supercalculateur d’IBM a permis de passer au crible des milliers de composés connus, afin de simuler leur interaction avec le virus et ainsi évaluer leur intérêt dans la mise au point d’un remède. Des simulations qui requièrent des calculs particulièrement complexes, que Summit a résolus en un temps record : « Cela nous a pris un jour ou deux alors qu’il aurait fallu des mois sur un ordinateur normal », a déclaré l’auteur de l’étude, Jeremy Smith, directeur du Centre de biophysique moléculaire de l’Université du Tennessee.

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Le composé (ici en gris), a été identifié comme étant capable de se lier à la protéine de pointe du SARS-CoV-2 (en cyan), afin de l’empêcher de s’arrimer au récepteur des cellules humaines (en violet). Crédits : Micholas Smith/Oak Ridge National Laboratory/ U.S. Dept. of Energy

Pas un remède, mais une excellente base de travail

Summit ce n’est rien d’autre que l’ordinateur le plus puissant au monde selon TOP500, qui publie chaque semestre un classement des 500 superordinateurs les plus puissants. Conçu par IBM pour le Laboratoire national d’Oak Ridge dans le Tennessee, il affiche une puissance de 200 pétaflops et occupe la première place du classement depuis bientôt 2 ans. Siégeant sur une surface équivalente à environ trois courts de tennis, il se compose de 4 608 serveurs, dotés chacun de deux processeurs IBM Power9 à 22 cœurs.

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Summit, le supercalculateur le plus puissant du monde, va permettre d’orienter les chercheurs dans leurs expérimentations. Crédit : Laboratoire national d’Oak Ridge

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Ce monstre de technologie de 340 tonnes est capable de traiter plus de 200 quadrillions de calculs par seconde. En des termes plus concrets, Summit peut calculer en une seconde ce qu’un humain calculerait en 6 milliards d’années ! Il a été mis au point pour des applications du domaine de l’intelligence artificielle, de la physique et de la médecine.

Si Summit a ainsi identifié près de 80 composés pouvant en théorie intervenir dans le développement d’un traitement, rien ne garantit qu’il en sera de même en pratique. En outre, comme les nombreux remèdes et vaccins contre le COVID-19 aujourd’hui à l’étude, ce traitement devra subir une série d’essais cliniques avant d’être officiellement considéré comme efficace. Smith souligne que ces résultats constituent dans tous les cas une aide précieuse pour les expérimentations en cours et à venir : « Nous espérons vraiment que nos résultats serviront aux futures études et fourniront un cadre de travail efficace pour les chercheurs qui se pencheront plus avant sur ces composés ».

Sources : IBM Newsroom et ChemRxiv, M. D. Smith et J. C. Smith

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