(20200500-PT) Exame Informática

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O

O Summit disponibiliza à comunidade

científica 200 petaflops. Até à

data, identificou 77 moléculas com

potencial para tratar a Covid-19

Miguel Castanho, Investigador

do Instituto de Medicina Molecular:

a simulação permite acelerar a seleção

de moléculas candidatas que serão

testadas em laboratório

Claúdio Soares, investigador do ITQB

e professor da Universidade Nova:

Para simular a vida de uma molécula

durante de 100 microssegundos, podem

ser exigidos milhões de cálculos

que vê um cientista
quando obtém uma
simulação de uma
molécula? Miguel
Castanho respon-
de: “muitas vezes,
obtemos resultados
gráficos que fazem lembrar as peças do
Tetris”. Pela mão de Cláudio Soares, atra-
vés de uma videoconferência, percebe-
-se bem que a referência ao Tetris é uma
metáfora que nada tem a ver com diver-
são – e eventualmente salva vidas. E essa
possibilidade pode surgir quando menos
se espera sob a forma de uma simula-
ção de 10 microssegundos, que mostra
o interior de uma denominada “caixa
de água”, com mais de 2000 átomos em
movimentos frenéticos que representam
as interações estabelecidas pela enzima
Norcoclaurine Synthase. É apenas um
exemplo dado para ilustrar a forma como
os cientistas de hoje recorrem à super-
computação para desvendar a misteriosa
vida de células, vírus, bactérias, átomos
ou moléculas. “Para fazer uma simulação
de 10 microssegundos podem ser exigi-
dos milhões de cálculos para apurar todas
as forças exercidas pelos vários átomos”
explica Cláudio Soares.
Miguel Castanho investiga novos
fármacos no Instituto de Medicina
Molecular da Universidade de Lisboa
(IMM); Cláudio Soares dirige o Grupo
de Modelação de proteínas do Institu-
to de Tecnologia Química e Biológica
António Xavier da Universidade Nova
de Lisboa (ITQB Nova). O primeiro faz
testes laboratoriais; o segundo trabalha
com simulações computacionais. Re-
centemente, os dois juntaram esforços:
devido ao vírus SARS-Cov-2 (que dá
origem à doença Covid-19), os dois in-
vestigadores decidiram colaborar com
simulações computacionais e testes
laboratoriais que validam ou “chum-
bam” o desenvolvimento de moléculas
candidatas a novos fármacos – ou que,
pelo menos, ajudam a descobrir vul-

nerabilidades do vírus. Entre os líderes

do projeto, figura ainda Diana Lousa,

investigadora do ITQB-Nova.

“Já se sabe quais são as proteínas da

superfície do vírus. Usamos a simula-

ção para saber como é que se podem

estabelecer ligações a essas proteínas

através de novas moléculas. Consoante

a ligação seja mais forte ou mais fraca,

essa molécula pode ou não dar um bom

fármaco. É algo que torna tudo mais rá-

pido. Podemos testar (com simulações)

10, 20, ou 50 moléculas e escolhermos

apenas as três ou quatro mais promisso-

ras para testar em laboratório”, recorda

Miguel Castanho.

Os dois laboratórios lisboetas não es-

tão sozinhos no uso de simulações que

ajudam a perceber a eficácia de novas

moléculas. Antes da redação deste tex-

to, o Summit, que foi desenvolvido pela

IBM para devolver aos EUA a liderança

mundial da supercomputação, identifi-

cou 77 moléculas que, eventualmente,

podem ser usadas em fármacos para

combater a Covid-19.

“Os resultados das primeiras simu-

lações não demoram muito. O busílis

está na experimentação laboratorial...

na obtenção, no isolamento e no ma-

nuseamento do vírus”, acrescenta

Miguel Castanho, sobre o estudo do

SARS-Cov-2 que vai ser levado a cabo

por IMM e ITQB-Nova.

ACELERAR A CIÊNCIA

Para produzir uma “simulação” da vida

da proteína da enzima Norcoclaurine

Synthase com uma duração de 100 mi-

crossegundos, o agregado de computa-

dores do ITQB-Nova esteve em operação

contínua durante dois meses. E este até

pode nem ser o exemplo mais exigente:

“já houve casos em que tivemos de es-

calar (a capacidade de processamento)

recorrendo a supercomputadores de Itá-

lia ou Espanha. Mas a partir do momento

em que passámos a usar placas gráficas

(GPU) passámos a ser mais competiti-

vos”, refere Cláudio Soares.

Num outro bairro de Lisboa, Tiago

Paixão depara-se todos os dias com o

potencial e as limitações da computação

• ou não fosse essa a principal missão do
  responsável pela Unidade de Biologia
  Quantitativa do Instituto Gulbenkian de
  Ciência (IGC). Conhecimentos de dife-
  rentes linguagens de programação, redes
  neuronais e blockchain são indispen-
  sáveis. “A grande maioria dos projetos
  exige a programação de códigos. Para
  as funções e tarefas mais genéricas, há
  algumas bibliotecas em código aberto,
  mas, de qualquer forma, temos de fazer
  uma implementação adequada”, explica.
  A aposta nas simulações não tem por
  objetivo o desenvolvimento de fárma-
  cos, mas foi assumida pelo IGC como
  ferramenta de apoio que leva a ciência
  para um novo patamar quando se trata
  de descrever como é que um vírus infeta
  uma célula ou como é que uma célula dá
  origem a um organismo inteiro. Entre
  os trabalhos que se perfilam, figura a
  descrição dos efeitos que o metabolismo
  de uma bactéria pode ter no microbio-
  ma da flora intestinal humana – o que
  implica apurar metabolismos de 5000
  bactérias – e apresentar resultados nu-
  méricos que descrevem as alterações
  desses metabolismos.
  “Ainda não apareceu uma simulação
  que não se consiga fazer com os nossos
  computadores num prazo decente de
  uma semana, mas é uma questão de tem-
  po até aparecer. Nessa altura, tentaremos
  recorrer ao supercomputador que está
  no Minho”, explica.
  Bem no coração minhoto, mais pre-
  cisamente em Riba d’Ave, há hoje um
  1 Petaflop (mil biliões de operações por
  segundo) disponível para a comunidade
  científica nacional. O Centro de Com-
  putação Avançada do Minho (MAAC) foi