La tecnología IBM y NVIDIA colabora en la identificación de compuestos que podrían guiar a los investigadores a una cura

*Por Dave Turek, Vicepresidente de Informática Técnica, IBM Cognitive Systems

La tecnología ha estado en el centro de los avances científicos durante décadas. Hace apenas 16 años, la supercomputadora Blue Gene de IBM debutó como la primera supercomputadora en romper la barrera “petascale” y pasó a desempeñar un papel crítico en la secuenciación del genoma humano.

Ese avance ayudó a abrir la puerta a nuevos fármacos y tratamientos, y Blue Gene pasó a simular aproximadamente el uno por ciento de una corteza cerebral humana, que contiene 1.600 millones de neuronas con aproximadamente 9 billones de conexiones, lo que llevó a una mayor comprensión de la computadora más compleja jamás creada: el cerebro humano.

Pero algunos problemas requieren una respuesta más inmediata, y es por eso que el Departamento de Energía de los Estados Unidos anunció un nuevo y poderoso aliado en la lucha contra la epidemia COVID-19 que ha arrasado 84 países, y todos los continentes excepto la Antártida según el último resumen de los CDC: el superordenador Summit construido por IBM.

Los virus infectan las células uniéndose a ellas y usando una “aguja” para inyectar su material genético en la célula huésped. Al tratar de entender nuevos compuestos biológicos, como los virus, los investigadores de los laboratorios húmedos crecen el microorganismo y ven cómo reacciona en la vida real a la introducción de nuevos compuestos, pero esto puede ser un proceso lento sin computadoras capaces de realizar simulaciones para reducir el rango de variables potenciales, pero incluso entonces hay desafíos. Las simulaciones por computadoras pueden examinar cómo reaccionan las diferentes variables con diferentes virus, pero cuando cada una de estas variables individuales está compuesta por millones o incluso miles de millones de datos únicos y con la necesidad de ejecutar múltiples simulaciones, esto puede convertirse rápidamente en un proceso que consume mucho tiempo utilizando hardware básico.

Utilizando Summit, los investigadores fueron capaces de simular 8.000 compuestos en cuestión de días para modelar que podrían afectar ese proceso de infección al pico del virus, y han identificado 77 compuestos de moléculas pequeñas, como medicamentos y compuestos naturales, que han demostrado el potencial de afectar la capacidad de COVID-19 para acoplar e infectar las células huésped.

“Se necesitaba una computadora como Summit para obtener rápidamente los resultados de simulación necesarios. Nos llevó uno o dos días, mientras que habría tomado meses en una computadora normal”, dijo Jeremy Smith, Presidente de la junta de gobierno de la Universidad de Tennessee, director del Centro UT/ORNL (Oak Ridge National Laboratory) para biofísica molecular e investigador principal en el estudio. “Nuestros resultados no significan que hayamos encontrado una cura o tratamiento para el coronavirus Wuhan. Estamos muy esperanzados de que nuestros hallazgos computacionales informarán estudios futuros y proporcionarán un marco que los experimentalistas utilizarán para investigar más a fondo estos compuestos. Sólo entonces sabremos si alguno de ellos exhibe las características necesarias para mitigar este virus”.

Summit dio a los investigadores su enorme capacidad de procesamiento de datos, habilitada por sus 4,608 nodos de servidor IBM Power Systems AC922, cada uno equipado con dos CPU IBM POWER9 y seis GPU NVIDIA Tensorcore V100, lo que le da un rendimiento máximo de 200 petaflops, diseñados para ser más potentes que un millón de portátiles de gama alta. Desde que debutó como la supercomputadora más poderosa del mundo en 2018,ha cimentado su título impulsando investigaciones pioneras para ayudar a entender los orígenes del universo, ayudando a entender la crisis de los opioides, y mostrando cómo los humanos serían capaces de aterrizar en Marte. Summit, y su supercomputadora hermana Sierra, fueron entregadas simultáneamente por IBM una hazaña inigualable que es un testimonio de la dedicación de IBMers y nuestros socios en proporcionar tecnología innovadora para la evolución de la humanidad, y en este caso esperamos ver los resultados y relevancia de Summit en esta última búsqueda.