Žinomi yra superkompiuterio atliktos COVID-19 analizės rezultatai
Antras pasaulyje pagal našumą superkompiuteris padėjo sukurti naują teoriją apie tai, kaip koronavirusas veikia mūsų organizmą.
Norėdami suprasti, kodėl COVID-19 įvairiais būdais atakuoja žmogaus organizmą ir kodėl sukelia tiek daug simptomų, JAV Energetikos departamento Oukridžo (Oak Ridge) nacionalinėje laboratorijoje superkompiuteris „Summit“ išanalizavo duomenis apie 40 000 genų iš 17 000 genetinės medžiagos mėginių. Greičiausias Amerikos superkompiuteris atlieka 200 kvadrilijonų operacijų per sekundę, tačiau net jam prireikė šiek tiek laiko apskaičiuoti 2,5 milijardo genetinių kombinacijų.
Ar nauja įspūdinga teorija galėtų paaiškinti įvairius COVID-19 aspektus?
Oukridžo nacionalinės laboratorijos mokslininkų komanda palygino genus iš pleuros skysčio, paimto iš 9 COVID-19 sergančių pacientų, su 40 mėginių iš sveikų žmonių. Rezultatai buvo aprašyti žurnale „eLife“.
„Summit“ pristatyti rezultatai leido iškelti hipotezę apie bradikininą – naują teoriją apie COVID-19 poveikį organizmui. Ši hipotezė pateikia modelį, kuris paaiškina daugelį COVID-19 aspektų, įskaitant kai kuriuos pačius keisčiausius ligos simptomus.
„Retai atsitinka, kad pavyksta tiksliai nustatyti šį konkretų proveržio momentą“, pranešime spaudai sakė dr. Danielis Jacobsonas, Oukridžo nacionalinės laboratorijos vyriausiasis mokslininkas. „Analizuodamas duomenis staiga pastebėjau labai būdingus renino-angiotenzino ir bradikinino sistemų takų raštus. Tai paskatino mane atidžiau tyrinėti kraujospūdį reguliuojančios sistemos genų šeimas.“ Renino-angiotenzino ir bradikinino sistemos kontroliuoja organizmo kraujospūdį ir skysčių pusiausvyrą.
Mokslininkų komanda pastebėjo, kad padidėjusi fermentų raiška sukelia bradikinino gamybą COVID-19 sergantiems pacientams. Tuo pačiu metu jų organizme buvo per mažai fermentų, kad būtų galima suskaidyti bradikininą. Fermentų, galinčių paskatinti bradikinino gamybą, perteklius ir jį skaidančių fermentų trūkumas pacientų plaučiuose yra puikios sąlygos tam, kad prasidėtų bradikinino audra. Tai, savo ruožtu, lemia pleuros skysčio kaupimąsi.
Kova su COVID-19 remiantis superkompiuterio skaičiavimais
Mokslininkai nustatė, kad panaši būsena plaučiuose atsiranda su kita medžiaga, vadinama hialurono rūgštimi. „Kai plaučiuose yra per daug hialurono rūgšties, kvėpavimas tampa labai sunkus“, – aiškino dr. Jacobsonas.
„Tai yra tokia būsena, kai nesvarbu, kiek deguonies įkvepiate, nes jūsų plaučių alveolės užpildytos lyg želatininiu geliu. Esant hialurono rūgšties pertekliui, dėl bradikinino iš kraujagyslių nutekėjęs vanduo prisotina šias struktūras, todėl plaučiai pradeda atrodyti kaip vandens pripildytas balionas“. Mokslininkai spėja, kad kadangi tokie procesai vyksta plaučiuose, jie taip pat gali įvykti kitose kūno vietose.
„Jei mums pavyktų užblokuoti patogenezę [ligos atsiradimo ar vystymosi mechanizmą] sunkiai sergantiems pacientams, galėsime sustabdyti organizmo perdėtą reakciją ir suteikti imuninei sistemai laiko kovoti su virusu ir pasveikti“, – pridūrė dr. Jacobsonas.
Jei teorija pasitvirtins, yra viltis, kad COVID-19 sergantiems pacientams gydyti galėtų būti naudojama daugiau nei 10 esamų vaistų. „Summit“, kurio žygdarbis paprastiems kompiuteriams tikriausiai užimtų mėnesius, neišgydys nuo COVID-19. Tačiau dėl greitos genų analizės atsirado nauja intriguojanti teorija, kuri gali žymiai sumažinti pacientų kančias ir net išgelbėti jų gyvybes.