Núria López, y otros. Lecciones aprendidas en Europa sobre la necesidad urgente de aplicar la informática en la pandemia del COVID-19. Proc Natl Acad Sci U S A . 2021 Nov 16; 118(46). PRACE. Advanced Computing in Europe Bruxelles, Belgium y otros.
Resumen
El PRACE (Partnership for Advanced Computing in Europe), es una asociación internacional sin fines de lucro que reúne a los cinco centros de supercomputación más grandes de Europa e involucra a 26 países europeos, ha asignado más de 500 millones de horas centrales a simulaciones por computadora para combatir la pandemia del COVID 19. Junto a los experimentos, estas simulaciones son un pilar de investigación para evaluar los riesgos de diferentes escenarios e investigan estrategias de mitigación. Mientras el mundo se deberá enfrentr a oleadas posteriores de la pandemia, presentamos una reflexión sobre el uso de la supercomputación urgente para los desafíos sociales globales y la gestión de crisis.
Introducción
En esta perspectiva presentamos un análisis de varios esfuerzos científicos realizados en Europa para combatir la pandemia de COVID-19 basados en simulaciones numéricas avanzadas y computacionalmente intensivas que requieren el uso de computadoras a gran escala. Los cinco centros de supercomputación europeos más grandes apoyaron algunos de estos esfuerzos con recursos computacionales gratuitos, a través de la PRACE.
Este artículo presenta una serie de modelos y métodos computacionales relevantes para la lucha contra la pandemia COVID-19, incluidos estudios bioestructurales, acoplamiento y detección para aplicaciones farmacéuticas, dinámica de fluidos computacional para estudiar la propagación y transmisión de gotitas del virus, modelado de órganos para respaldar el diagnóstico. y tratamiento de la enfermedad y epidemiología. Discutimos el uso de inteligencia artificial (IA) en estas áreas y la preparación de los códigos para ejecutarse en computadoras de alto rendimiento.
La pandemia de COVID-19 comenzó entre finales de 2019 y principios de 2020 en la ciudad de Wuhan, Hubei, China. La identificación del virus se produjo con relativa rapidez. El perfil genético del virus y el modelo cristalográfico de sus proteínas de pico se publicaron como ciencia abierta a la comunidad en cuestión de semanas, proporcionando la información estructural crucial necesaria para desarrollar biomodelos que finalmente llevaron a la formulación de la vacuna de ARN mensajero. Al mismo tiempo, el análisis científico de la enfermedad comenzó rápidamente a diferentes niveles:
• A nivel molecular, los investigadores comenzaron a ejecutar simulaciones de estas estructuras inmediatamente después de que se dispuso de los datos estructurales básicos.
• A nivel mundial, se probaron y perfeccionaron modelos epidemiológicos, sobre la propagación del virus y los grupos de investigación compartieron ampliamente estos datos.
Reconociendo la importancia fundamental de los enfoques informáticos para estos problemas urgentes, los centros europeos de supercomputación han establecido el acceso urgente a las computadoras a través de PRACE, poniendo en práctica por primera vez una idea planificada desde hace mucho tiempo de un programa de vía rápida para situaciones de crisis. Para ello un pequeño comité científico, que aprovechó la experiencia del Comité Directivo Científico de PRACE y el Comité de Acceso de PRACE existentes, comenzó a trabajar el 21 de marzo de 2020.
Las primeras solicitudes de tiempo de cómputo llegaron solo un par de días después. El sistema de solicitud fue simple y rápido para atraer el mayor número posible de proyectos. La Figura 1 de este articulo, muestra una descripción esquemática del proceso. Los principales requisitos para que a los solicitantes le fueran otorgados estos tiempos fueron un argumento convincente de que la investigación propuesta ayudaría con la crisis del COVID-19 y el compromiso de poner el conocimiento científico resultante a disposición de la comunidad científica en general, gracias a los recursos de Fenix ICEI, BioExcel, y EMBL-EBI. Por parte del comité científico, el objetivo de PRACE era implementar un proceso de revisión por pares riguroso y rápido......
