Qu'est-ce qui différencie la pandémie mondiale de la maladie à coronavirus (COVID-19) de la grippe espagnole en 1918? En 1918, les transports, la technologie et la science en étaient à leurs balbutiements, le domaine médical n'étant pas capable de lutter contre les épidémies. La technologie a parcouru un long chemin, en quelques jours, les scientifiques ont déjà identifié le type de virus qui se propage en Chine, et trois mois après, les essais de vaccins ont commencé.
Désormais, le département américain de l'Énergie apporte le supercalculateur le plus puissant du monde, le sommet IBM POWER9, pour lutter contre la propagation du COVID-19. Le système informatique permet d'identifier les composés qui pourraient guider les chercheurs dans le traitement des patients atteints de maladies infectieuses.
Supercalculateur Summit d'IBM.
Summit, équipé de l'intelligence artificielle (Ai), a étudié des milliers de simulations pour voir quels produits chimiques ou composés médicamenteux sont efficaces pour empêcher le nouveau coronavirus d'infecter les cellules hôtes.
Mécanisme viral d'infection
Les virus sont présents dans l'environnement, attendant simplement qu'une cellule hôte se présente. Ils pénètrent dans les animaux et les humains par la bouche, le nez ou des cassures de la peau. Une fois à l'intérieur, ils recherchent une cellule hôte à infecter. Habituellement, les virus du rhume et de la grippe attaquent les cellules qui tapissent les voies respiratoires ou digestives.
Les coronavirus ont également tendance à infecter les cellules respiratoires. Ils provoquent de la fièvre et de l'inflammation, car le système immunitaire réclame le pathogène. À l'extérieur du corps, les virus sont facilement tués par le savon; par conséquent, se laver les mains et désinfecter les surfaces sont des mesures utiles pour arrêter la propagation du virus. Mais une fois qu'un virus pénètre dans l'organisme, c'est au système immunitaire de le tuer.
Les virus infectent les cellules en injectant leur matériel génétique dans les cellules hôtes. Ils se répliquent et envahissent le corps, provoquant de nombreuses complications. La plupart des gens peuvent se débarrasser des virus dans le corps, mais chez certaines personnes, comme celles qui sont âgées, fragiles et malades, leur corps est submergé par l'activité virale.
De nouveaux composés dans des virus cultivés en laboratoire
Les scientifiques ont étudié les virus depuis longtemps, ainsi que les composés pour aider à voir lequel est efficace pour tuer l'agent pathogène. Lorsque vous essayez de comprendre les composés biologiques, l'utilisation d'ordinateurs modernes rendra le travail plus facile et plus rapide.
Les simulations informatiques peuvent aider à examiner comment les différentes variables réagissent avec les virus. Pourtant, chaque variable peut contenir des millions ou des milliards de points de données. Grâce à Summit, l'équipe a pu simuler 8 000 composés en quelques jours seulement. À partir de là, ils ont découvert que 77 composés, issus à la fois de médicaments et de composés naturels, se sont révélés prometteurs pour altérer la capacité du nouveau coronavirus à s’attacher et à infecter les cellules hôtes.
Le composé, montré en gris, a été calculé pour se lier à la protéine de pointe SARS-CoV-2, montrée en cyan, pour l'empêcher de s'arrimer au récepteur 2 de l'enzyme de conversion de l'angiotensine humaine, ou ACE2, montré en violet. Crédit: Micholas Smith / Oak Ridge National Laboratory, U.S.Dept. of Energy
Le département américain de l'Énergie a mis en service le supercalculateur en 2014 dans le but qu'il sert actuellement. Avec la puissance de 200 pétaflops, il a une vitesse de calcul puissante de 200 quadrillions de calculs par seconde. À titre de comparaison, Summit est un million de fois plus puissant que les ordinateurs portables les plus rapides au monde aujourd'hui.
«Un sommet était nécessaire pour obtenir rapidement les résultats de simulation dont nous avions besoin. Cela nous a pris un jour ou deux alors qu'il aurait fallu des mois sur un ordinateur normal », a déclaré Jeremy Smith, président du gouverneur à l'Université du Tennessee, directeur du UT / ORNL Center for Molecular Biophysics.
« Nos résultats ne signifient pas que nous avons trouvé un remède ou un traitement pour COVID-19. Nous espérons cependant que nos résultats de calcul éclaireront à la fois les études futures et fourniront un cadre que les expérimentateurs utiliseront pour approfondir ces composés. Ce n'est qu'alors que nous saurons si l'un d'eux présente les caractéristiques nécessaires pour atténuer ce virus », a-t-il ajouté.
Lumière d'espoir
La capacité du nouveau superordinateur à détecter des composés qui peuvent tuer le coronavirus, il offre une nouvelle lueur d’espoir aux pays touchés.
En seulement trois mois, le virus s'est propagé sur tous les continents sauf l'Antarctique. Il a eu un impact négatif sur l'Asie et l'Europe, la Chine et l'Italie étant les épicentres mondiaux de la maladie infectieuse.
Jusqu'à présent, la Chine a enregistré le plus grand nombre d'infections, avec 81 193 cas confirmés, suivie par l'Italie avec 41 035 cas. Cependant, l'Italie a dépassé la Chine avec le plus grand nombre de morts, avec 3 405 décès.
Les autres pays à transmission élevée du virus sont l'Iran, l'Espagne, l'Allemagne, les États-Unis, la France et la Corée du Sud.
Aux États-Unis, le virus s'est propagé rapidement dans ses États et territoires. Le pays a signalé plus de 14 000 cas, soit des milliers en quelques jours. Au Tennessee, le nombre de cas est passé à 154, alors qu'il y a eu 15 hospitalisations. Pendant ce temps, les restaurants du pays ont changé leurs horaires et leurs services pour réduire la propagation du virus, les commandes au volant et à emporter étant désormais prises en charge. La Californie a émis un «ordre de séjour à domicile» pour protéger la santé et le bien-être de l'ensemble des 39,5 millions de Californiens et pour établir une cohérence à travers l'État afin de ralentir la propagation du COVID19.
Le gouverneur Gavin Newsom fait une annonce majeure sur la réponse de la Californie à l'épidémie de COVID-19. https://t.co/VlQM38OkYK
– Bureau du gouverneur de Californie (@CAgovernor) 20 mars 2020
