Coronavirus: anche l'UE accende i supercomputer e l'Italia è protagonista

Non solo il supercomputer più potente al mondo o la potenza dei nostri PC tramite Folding@home: la battaglia contro il Coronavirus coinvolge sempre più attori, progetti e iniziative. La Commissione Europea - nell'ambito del programma quadro Horizon 2020 - ha messo a disposizione del consorzio Exscalate4CoV (E4C) nuovi fondi, pari a 3 milioni di euro, per progetti di contrasto alla Coronavirus e migliorare la gestione e la cura dei pazienti.

Il consorzio E4C sta sfruttando le risorse dei supercomputer presenti in Europa, come il Marconi situato al CINECA di Casalecchio di Reno, accoppiandole con alcuni dei migliori laboratori di ricerca del continente per contrastare le pandemie più velocemente e in modo più efficiente. Al centro del progetto c'è Exscalate (EXaSCale smArt pLatform Against paThogEns), la piattaforma di supercomputing "più economica e intelligente al mondo", sviluppata da Dompé. Exscalate sfrutta una "libreria chimica" di 500 miliardi di molecole, grazie a una capacità di calcolo superiore a 3 milioni di molecole al secondo.

L'obiettivo di E4C è duplice, ovvero 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.

Exscalate4CoV (E4C) è un consorzio pubblico-privato a trazione italiana guidato da Dompé farmaceutici - realtà biofarmaceutica italiana, fondata nel 1940 a Milano. Il consorzio aggrega 18 istituzioni e centri di ricerca in 7 Paesi europei tra cui troviamo il Politecnico di Milano (Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria), il Consorzio Interuniversitario CINECA (Supercomputing Innovation and Applications), l'Università degli Studi di Milano (Dipartimento di Scienze Farmaceutiche), l'Elettra - Sincrotrone di Trieste, l'Università Federico II di Napoli, l'Università degli Studi di Cagliari e l'Istituto nazionale per le malattie infettive Lazzaro Spallanzani.

Il piano di Exscalate4CoV (E4C) punta a stabilire uno standard scientifico sostenibile per dare risposte veloci a qualsiasi scenario di pandemia; 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 - European Medicine Agency - un modello di sperimentazione efficace sulla molecola individuata per velocizzarne i tempi per l'impiego terapeutico; identificare i geni coinvolti nello sviluppo della patologia.

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 di Milano (UNIMI) e il Politecnico di Milano (POLIMI) 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 (UNICA) 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. Elettra Sincrotrone Trieste (ELETTRA) e l'Istituto Internazionale di Biologia Molecolare e Cellulare (IIMCB) produrranno le strutture a raggi X per i più interessanti enzimi virali e relativi inibitori al fine di supportare la progettazione razionale delle nuove strutture chimiche in grado di inibire i virus Corona.

Il team di Chimica Medica dell'Università di Napoli Federico II (UNINA) 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.

Il progetto europeo ha una durata di 18 mesi, ma l'obiettivo è arrivare a ottenere risultati concreti in un arco temporale inferiore.