Supercomputer, il progetto italiano Exscalate si aggiudica 3 milioni dall’Ue contro Covid-19

Il finanziamento arriva da un bando della Commissione europea per elaborare i dati sul nuovo coronavirus e trovare così una cura

intelligenza artificiale

È a trazione italiana il consorzio pubblico-privato Exscalate4CoV (E4C) che si è aggiudicato tre milioni di euro del bando della Commissione europea per progetti di ricerca sul coronavirus nell’ambito del programma quadro Horizon 2020. Obiettivo primario di Exscalate4coronavirus (E4C) è di sfruttare le potenzialità di supercalcolo integrate con le migliori competenze scientifiche in ambito life-science presenti in Europa per fronteggiare al meglio e in tempi rapidi situazioni di pandemia di interesse sovranazionale. Fulcro del progetto è Exscalate (EXaSCale smArt pLatform Against paThogEns), il sistema di supercalcolo – High Performance Computing, Structure-Based Drug Design System – più performante a livello globale grazie alla sua“biblioteca chimica” di 500 miliardi di molecole, in grado di valutare di più di tre milioni di molecole al secondo. AboutPharma aveva già parlato del progetto sul numero di marzo e qualche giorno prima sull’online.

Il piano per abbattere il nuovo coronavirus

Più in dettaglio il progetto si propone di individuare i farmaci più sicuri e promettenti per il trattamento immediato della popolazione già infetta a cui seguirà l’individuazione di molecole capaci di inibire la patogenesi del coronavirus per contrastare i contagi futuri.

Il piano di Exscalate4CoV (E4C) è così articolato:

  • Stabilire uno standard scientifico sostenibile per dare risposte veloci a qualsiasi scenario di pandemia. Il modello si basa sull’utilizzo di una piattaforma di supercalcolo integrata con i sistemi inteligenza aritificiale, modellistica 3D supportata dalla diffrattometria a raggi X per la identificazione dei migliori candidati alla clinica e successiva validazione sperimentazione  in laboratorio su modelli cellulari predittivi (virus, batterio, etc.);
  • Identificare virtualmente e in modo rapido i farmaci disponibili, o in fase avanzata di sviluppo, potenzialmente efficaci;
  • Definire un modello di screening per validare le molecole potenzialmente efficaci e gli eventuali meccanismi di azione e di mutazione del patogeno;
  • Strutturare insieme ad Ema un modello di sperimentazione efficace sulla molecola individuata per velocizzarne i tempi per l’impiego terapeutico;
  • Identificare i geni coinvolti nello sviluppo della patologia.

Il consorzio dietro al progetto

Il consorzio guidato da Dompé farmaceutica aggrega 18 istituzioni e centri di ricerca in sette Paesi europei: Politecnico di Milano, Consorzio Interuniversitario Cineca, Università degli Studi di Milano, Katholieke Universiteit Leuven, International Institute Of Molecular And Cell Biology In Warsaw (Limcb), Fraunhofer Institute for Molecular Biology and Applied Ecology, Bsc Supercomputing Centre, Forschungszentrum Jülich, Università Federico II di Napoli, Università degli Studi di Cagliari, SIB Swiss Institute of Bioinformatics, KTH Royal Institute of Technology (Department of Applied Physics), Associazione BigData, Istituto Nazionale Di Fisica Nucleare (Infn), l’Istituto nazionale per le malattie infettive Lazzaro Spallanzani e Chelonia Applied Science.

I compiti

I Centri di supercalcolo Cineca, Bsc e Jülich eseguiranno tutte le simulazioni di dinamica molecolare delle proteine ​​virali e lo screening virtuale ultraveloce della libreria E4C. L’Università e il Politecnico di Milano saranno impegnate rispettivamente a supporto dell’attività di screening virtuale e per l’accelerazione del processo computazionale. I risultati dello screening virtuale culmineranno nella selezione di composti attivi da testare in fase screening fenotipico presso l’infrastruttura di ricerca Katholieke Universiteit Leuven attraverso una piattaforma ad alta capacità di screening (High Throughput Screening)  multiparametrica su agenti patogeni vivi a rischio di biosicurezza elevato (livello 3) o sconosciuto. Il Fraunhofer Institute for Molecular Biology and Applied Ecology (IME) integrerà lo screening fenotipico con il saggio biochimico sui target dei diversi virus putativi, attraverso l’accesso alla Broad Repurposing library di Fraunhofer.

L’Università di Cagliari completerà la valutazione biologica definendo il meccanismo d’azione degli inibitori e la selezione dei mutanti nei sistemi. Questa informazione sarà cruciale per definire le barriere genetiche dei potenziali farmaci e per selezionare molecole più promettenti da sviluppare. Il team di Chimica medica dell’Università di Napoli Federico II supporterà  il  team Exscalate nella selezione dei migliori composti, oltre ad occuparsi della sintesi chimica dei migliori candidati. Qualora dovesse esserci una chiara indicazione della molecola proveniente dallo screening, l’Istituto nazionale per le malattie infettive Lazzaro Spallanzani è il centro ammissibile per i test nei pazienti.