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Quand l’OMS a déclaré la COVID-19 comme une pandémie mondiale, un projet de recherche financé…

Quand l’OMS a déclaré la COVID-19 comme une pandémie mondiale, un projet de recherche financé par l’UE a pris ses responsabilités. BioExcel, un significant centre de recherche en biologie moléculaire computationnelle d’Europe, a accordé un accès prioritaire à ses supercalculateurs et à son logiciel de pointe. Ces technologies aideront les chercheurs et les innovateurs à lutter contre le coronavirus.


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La pandémie actuelle de COVID-19 a un affect dévastateur sur la société. Pour en venir à bout, les communautés de recherche doivent adopter des steps concertées et regrouper leurs endeavours, leur skills et leurs technologies. Cette coopération revêt une importance particulière alors que l’Europe tente de développer de potentiels traitements et vaccins contre cette maladie.

«Les secteurs general public et privé fournissent tous deux des endeavours concertés considérables pour lutter contre cette crise», explique Rossen Apostolov, directeur général de BioExcel. «Il est indéniable que la découverte d’un vaccin et d’un remède sera déterminante pour contrôler à extensive terme la propagation du SARS-CoV-two et des brokers pathogènes apparentés.»

BioExcel, l’un des principaux centres de recherche en biologie moléculaire computationnelle d’Europe, développe des purposes logicielles de pointe et propose l’aide d’experts dans les domaines de la modélisation biomoléculaire intégrative, des simulations moléculaires dynamiques, des calculs de l’énergie libre, et de l’amarrage. Cette skills unique et cette suite d’applications positionnent idéalement le centre pour répondre rapidement à une pandémie mondiale.

Au début de la crise de COVID-19, BioExcel a immédiatement lancé une série d’initiatives de recherche sur le SARS-CoV-two. Ainsi, le centre a mis en put de nombreuses collaborations, étendu son support aux utilisateurs, et accordé un accès prioritaire à ses supercalculateurs. «La collaboration internationale est essentielle pour relever un tel défi», ajoute Rossen Apostolov. «Si nous voulons réussir, nous devons réunir la communauté internationale de la recherche.»

BioExcel participe à de nombreux projets visant à soutenir la recherche sur la COVID-19, et nous en présentons quelques-uns ci-dessous.

Améliorer notre compréhension grâce aux simulations

HADDOCK, l’une des purposes logicielles de foundation de BioExcel, est un outil déterminant développé par l’Université d’Utrecht et utilisé par moreover de seventeen 000 chercheurs dans le monde. Elle permet aux scientifiques d’étudier les interactions complexes entre le virus et les protéines humaines et d’anticiper la manière dont de petites molécules peuvent cibler les protéines essentielles du virus.

«Ces simulations sont indispensables pour comprendre, par exemple, remark bloquer la protéase de la COVID-19, l’enzyme responsable de décomposer la chaîne polypeptidique virale en unités fonctionnelles», explique Alexandre Bonvin, le développeur principal de HADDOCK.

En recourant à des ressources informatiques à haut rendement accessibles by using le nuage européen pour la science ouverte, l’équipe de HADDOCK a criblé moreover de two 000 médicaments reconnus contre la protéase du SARS-CoV-two en seulement trois jours. «Nous espérons identifier des inhibiteurs puissants», ajoute Alexandre Bonvin. «Les premiers résultats ont mis en évidence des composés intéressants, dont certains font déjà l’objet d’essais cliniques, confirmant ainsi la validité de la méthode de criblage.»

La RdRp comme cible médicamenteuse idéale

Avant que les vaccins ne soient disponibles, il est possible de recourir à des médicaments antiviraux pour mettre un frein à la réplication virale, minimiser les effets sur la santé et réduire la propagation du virus. Les coronavirus s’appuient sur une ARN polymérase ARN-dépendante (RdRp pour «RNA-dependent RNA polymerase») spécifique, une enzyme qui assemble de longues chaînes d’acides nucléiques afin de répliquer leur ARN génomique viral. Ces protéines faisant défaut chez les humains, la RdRp représente donc une cible médicamenteuse idéale.

Malheureusement, pour le second, seuls quelques médicaments antiviraux ont été développés contre d’autres coronavirus, dont le remdesivir, le favipiravir et l’EIDD-2801. Toutefois, en raison de la mother nature du SARS-CoV-two, ces derniers pourraient s’avérer inefficaces. C’est pourquoi HADDOCK a réalisé un second criblage contre la RdRp. «Des cocktails de médicaments approuvés agissant contre différentes protéines virales pourraient offrir une option appealing à court docket terme pour lutter contre le virus en attendant un vaccin efficace», poursuit Alexandre Bonvin.

Le rôle des supercalculateurs

BioExcel développe et soutient également certains des outils les moreover populaires utilisés par des groupes de recherche afin de simuler des protéines sur des supercalculateurs. «Les supercalculateurs offrent de nouvelles possibilités pour comprendre remark le SARS-CoV-two se lie à la cellule et l’infecte, ce qui nous aide à identifier des candidats antiviraux susceptibles de prévenir ce processus», explique Erik Lindahl, directeur scientifique à BioExcel. «Nos purposes, comme GROMACS, nous permettent d’utiliser simultanément des centaines de milliers de processeurs informatiques pour réaliser des simulations extrêmement rapides de systèmes biologiques.»

Par exemple, des partenaires de l’Institut Max-Planck, de l’Institut de recherche en biomédecine et de l’Institut royal de technologie KTH recourent à des simulations de supercalculateurs afin d’obtenir les aperçus structurels nécessaires qui leur font défaut pour comprendre le mode d’action d’un médicament, prédire les effets des modifications chimiques et concevoir de meilleurs inhibiteurs.

«Seuls des endeavours coordonnés et de solides collaborations entre les universités et l’industrie nous permettront de surmonter des pandémies comme celle de la COVID-19», ajoute Erik Lindahl. «Des centres comme BioExcel jouent un rôle déterminant pour faciliter cette collaboration et développer l’expertise dont nous avons besoin pour réussir.» Les travaux du projet BioExcel se sont également poursuivis dans un projet de suivi, BioExcel-two, qui devrait prendre fin en décembre 2021.