Des chercheurs du monde entier travaillent à une vitesse et à une échelle sans précédent pour comprendre le coronavirus, développer un vaccin et découvrir de nouveaux médicaments pour traiter le COVID-19.

Maintenant, citoyens, font déjà leur part pour arrêter la propagation du virus par la distanciation sociale et d'autres mesures, peuvent également aider à développer de nouvelles thérapies en exécutant des simulations sur leurs ordinateurs. L'exécution de calculs spécifiques en coordonnant et en répartissant le travail sur des milliers d'ordinateurs distincts s'appelle l'informatique distribuée.

Avec des étudiants diplômés dans son laboratoire, Le professeur agrégé de chimie Vincent Voelz a travaillé avec une équipe internationale de chercheurs pour dépister par ordinateur les inhibiteurs potentiels de la principale protéase du coronavirus, une cible attrayante pour les nouveaux médicaments antiviraux. Et ils utilisent le réseau informatique distribué Folding@home pour le faire. Le repliement fait référence aux processus par lesquels une structure protéique prend sa forme afin qu'elle puisse remplir ses fonctions biologiques.

"Notre groupe utilise les outils de la simulation moléculaire et de la mécanique statistique pour étudier la structure et la fonction des biomolécules, " dit Voelz, qui travaille avec Folding@home depuis 2007 alors qu'il était post-doctorant à l'Université de Stanford, où le réseau informatique distribué a commencé. "C'est un saut rapide de ce travail à l'utilisation de notre expertise en simulation biomoléculaire pour aider à lutter contre COVID-19."

Pour la recherche sur le coronavirus, Voelz travaille en partenariat avec des chercheurs du Memorial Sloan-Kettering Cancer Center et de Diamond Light Source. Un groupe de cristallographie aux rayons X au Royaume-Uni, Diamond Light Source a effectué un travail révolutionnaire en résolvant plus d'un millier de structures cristallines différentes de la protéase principale du coronavirus et en découvrant plusieurs fragments de médicament qui se lient aux sites de la protéine.

"Quand le virus pénètre dans une cellule, il coopte la machinerie de la cellule pour assembler plus de copies d'elle-même et se répliquer, " explique Voelz. " Si vous pouvez inhiber la protéase, vous pouvez inhiber une étape nécessaire du cycle de vie du virus."

La puissance de calcul combinée des milliers d'utilisateurs de Folding@home est utilisée pour analyser virtuellement un grand nombre de composés médicamenteux potentiels. Ces simulations permettront de prioriser les molécules qui seront synthétisées et analysées par des chercheurs visant à développer rapidement de nouvelles thérapies contre le coronavirus.

"Nous savons maintenant qu'il existe de nombreux fragments de médicaments qui se lient à des endroits spécifiques de la structure protéique du coronavirus, " dit Voelz. "Ce sont des pistes pour le développement ultérieur de médicaments. Les informations dynamiques que nous obtenons des simulations Folding@home sont vraiment difficiles à mesurer expérimentalement en laboratoire. »

Début mars, environ 30, 000 utilisateurs ont téléchargé le logiciel Folding@home et ont participé activement au projet COVID-19. Quelques semaines plus tard, ce nombre était passé à plus de 700, 000. Au 1er avril il y avait plus d'un million de personnes participantes. "Combiné, nous sommes maintenant le plus grand supercalculateur du monde, " dit Voelz, qui note que la communauté des jeux en ligne est un gros contributeur. "Nous avons brisé la barrière exaFLOP, une mesure des opérations par seconde qui est l'équivalent de dix fois la puissance de calcul du supercalculateur le plus rapide du monde."

Selon Voelz, la vitesse de propagation du coronavirus dans le monde a inspiré de nombreux chercheurs à supprimer les « goulets d'étranglement » dans la façon dont les connaissances scientifiques sont développées, analysés et partagés.

"Les organisations scientifiques partagent des informations d'une manière sans précédent, et les gens du monde entier s'unissent pour résoudre un problème très difficile, ", explique Voelz. "Le genre de science citoyenne ou de science participative de Folding@home peut être très puissant. Plus les gens sont attirés par cette idée, la science fondamentale la plus vitale que nous puissions faire. »

Vous voulez aider à trouver de nouvelles thérapies médicamenteuses pour lutter contre le COVID-19 ? Allez sur Foldingathome.org pour télécharger le logiciel.