Sredi marca smo poročali o vzniku projekta slovenske znanosti in prostovoljcev, ki se z množico računalnikov borijo proti novemu koronavirusu. Po objavi je veliko ljudi zapreglo svoje procesorje in moči, med njimi tudi številni uporabniki MMC-ja. Skupaj so analizirali molekulske spojine, iščoč ligande 3CLpro. To so molekule, ki se usidrajo v proteinske receptorje in zavrejo določen proces, ki je ključen za delovanje virusa.

A kmalu zatem so avtorji sporočili, da je "projekt prerastel vse okvire" in da bo kmalu nazaj.
Po dobrem mesecu preverjamo, kaj se s projektom dogaja in zakaj so ga kmalu po zagonu ugasnili.

Izkazalo se je, da se je projekt COVID.SI vrnil. Zdaj je popiljen, naprednejši in na infrastrukturi, ki zmore tudi večji naval.

Preobremenjena infrastruktura in nepričakovane negativne objave

Prav nepričakovano velik odziv javnosti je bil eden izmed dveh ključnih razlogov, da so projekt sprva bili primorani začasno umakniti, je za MMC pojasnil farmacevt Marko Jukić z mariborske fakultete za kemijo in kemijsko tehnologijo. Kmalu po objavi se je namreč priklopilo ogromno ljudi in "infrastruktura je bila preobremenjena".

Drugi razlog je bil nepričakovano negativen odziv v izjemno majhnem delu javnosti, ki pa je hitro "dobil veter v jadra". Pojavile so se govorice, da projekt širi viruse in da ga zlorabljajo za pridobivanje kriptovalut. Te govorice so bile popolnoma neutemeljene, za njimi ni bilo trohice povoda ali kakršnih koli dokazov, so pa zato začeli dobivati kopico klicev in sporočil za pojasnila. "Ogromno dela je bilo s pojasnjevanjem, kar nekaj je bilo treba počistiti. Nas je ta negativen odziv resnično presenetil. To je bila tudi izkušnja, kako hitro se lahko takšne osamljene negativne izjave razširijo."

Projekt so iz obeh razlogov začasno ustavili. Vmesni čas so potrošili za nadgradnjo tako programske kot strojne opreme. Projekt so sicer kaj kmalu spet zagnali, a iz previdnosti sprva tega niso oznanili širši javnosti, temveč so ga poganjali v omejeni obliki, zdaj pa spet oznanjajo sleherniku: če želiš, vprezi svoj računalnik, morda skupaj pripomoremo v boju proti novemu koronavirusu.

Zgodba projekta in kaj sploh počnejo

Projekt se je začel v omejeni spletni skupnosti, je pojasnil Jukić. Strokovnjaki, programerji in zanesenjaki so si že precej zgodaj v epidemiji začeli drug drugemu pošiljati informacije in razpravljali, kaj se pravzaprav dogaja. Vsak je prispeval nekaj s svojega strokovnega področja, nato je zadeva "čisto organsko" zrasla v nekaj večjega. "Vsaka iskrica je nekaj pomenila," je povedal. Nastala je skupnost, ki ni samo razpravljala in iskala dobre informacije, temveč poskuša problem tudi rešiti.

Kaj pa počnejo? "Gre za iskanje spojin, ki se lahko vežejo na potencialne terapevtske tarče v povezavi s tem virusom."

Kako onesposobiti virus?

Novi koronavirus z nazivom SARS-CoV-2 želijo onesposobiti. Odvzeti mu želijo zmožnost razmnoževanja. Dobra novica: našli so ključavnico do odgovora. Slaba novica: najti je treba ključ, za to pa je potrebnega ogromno dela. In tudi računske moči.

Znanstveniki že vedo, kako se virus razmnožuje. Zavleče se v gostiteljsko celico, ji jemlje material in iz njega izdeluje nove viruse.

Pri tem je ključna virusna proteaza 3CLpro. To so škarje, s katerimi reže kompleksne poliproteine na njemu uporabne kose, funkcionalne proteine.

Znanstveniki morajo najti molekule, ki se na proteazo 3CLpro lahko vežejo in nanjo vplivajo. Kar koli, samo da virusu odvzamejo ključno orodje (in če se le da, pri tem človeku ne preveč škodujejo).

Ta molekula ima potencial, da nekoč postane zdravilo ali pa sredstvo v preiskavah virusa.

Zakaj je potrebna takšna računska moč

Zakaj potrebujejo pomoč javnosti? Marsikdo se iz osnovne šole spomni enostavnih molekul, kjer lahko atom ustvari nekaj vezi, za kombiniranje pa je dovolj osnovnošolska matematika. Realnost pa je precej bolj zapletena, je pojasnil Jukić.

Najprej, molekul kandidatk je za dojemanje človeških možganov praktično nešteto. Dela in računanja zlepa ne zmanjka.

In že za vsako posamezno molekulo so izračuni precej kompleksni. Najprej morajo v računalniški 3D-prostor postaviti tarčo, molekulo kandidatko in jo nato tudi premikati, obračati.

Še ni konec. "Dostikrat si predstavljamo te male molekule, kot da so rigidne, trde, tako kot jih narišemo na papir. Ampak to ni res. One so kot neki želejčki, se gibajo ves čas." Molekula je torej gibljiva, kar pomeni dodatno računanje.

Naprej imajo molekule tudi svoje podosi. Posamezne dele molekule lahko obračajo. Več osi kot imajo, več je kombinacij. "Če ima spojina dve, tri, še več rotirajočih vezi, postane to ena mala kombinatorična eksplozija."

In še ni konec. "Potem imamo še možnost gibanja samega proteina. In na koncu pridemo do tega, kako podrobno ocenimo to interakcijo. Lahko bolj grobo, lahko bolj detajlno. Račun za vsako tako pozo je lahko zelo zahteven. Zdaj si lahko že predstavljate, da je to neskončno, neskončno izračunov."

Zato pride vsak dodaten procesor prav.

Če najdejo kandidatko, kaj potem?

"Ob uspešni izvedbi bi spojine, ki izkazujejo dober potencial, šle naprej v organsko sintezo ali v nakup, če so dosegljive. Nato se z njimi gre v dejanske teste na tarčah, izoliranih proteinih virusa. V eksperimentalnem okolju se preveri, ali delujejo, ali imajo potencial in če je tako, se gre z njimi naprej. Služijo kot neke vodnice, na katerih se dejansko lahko začne optimizacija nekega zaviralca ali modulatorja tarče, ta pa se nato uporabi ali v študijah virusa ali za razvozlanje dejanskih zdravil."

Ti nadaljnji koraki so že v teku, je dejal Jukić. Povezali so se z mednarodno mrežo raziskovanih skupin. Spojino, ki jo bodo v projektu identificirali, bodo predlagali več laboratorijem po svetu in ‒ če bodo razmere to omogočale ‒ se je lotili tudi doma.

"Upamo, da bomo s tem vsaj malo pomagali k rešitvi tega skupnega problema. In če bo stvar uspešna, lahko platforma služi tudi za rešitev kašnega drugega. To so nekako naše sanje," je sklenil sogovornik.

Kdor želi sodelovati, tukaj najde navodila.