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Les supercalculateurs s’attaquent au coronavirus

par Etienne Henri
tec recherche covid19

La lutte mondiale contre le SARS-CoV-2 entre dans une nouvelle phase.

Après la sidération qui avait vu la planète se réfugier dans le déni, puis la panique qui a conduit à l’enfermement de plus de quatre milliards d’êtres humains, vient le temps de la bataille rangée.

Avec une épidémie qui s’installe dans la durée, plus question de parer simplement au plus pressé : le moment est venu pour la science d’avancer méthodiquement pour tenter de trouver une réponse thérapeutique efficace au nouveau virus.

L’épidémie de COVID-19 n’est pas qu’une crise sanitaire et un désastre économique sans précédent comme le rappelle quotidiennement la presse anxiogène, elle nous montre aussi que nos sociétés sont capables de se réorganiser rapidement et de faire preuve d’une solidarité inattendue.

La planète entière s’organise pour donner les coudées franches à la recherche médicale. Partage d’information entre pays, budgets gonflés, matériel prêté : tous les moyens sont bons pour permettre aux chercheurs de travailler dans les meilleures conditions.

Cet effort de recherche sans précédent, naturellement organisé par les Etats, va désormais bénéficier du soutien direct du secteur privé. De nombreuses entreprises ont décidé d’offrir à la science une ressource bien plus rare et précieuse que le simple argent : leurs capacités de calcul.

Plusieurs d’entre elles ont annoncé dédier leurs supercalculateurs à la rechercher thérapeutique contre le COVID-19. A la clé : de potentiels médicaments.

La difficile recherche d’une thérapie médicamenteuse 

SARS-CoV-2 étant un nouveau virus, nous sommes démunis face à l’infection. Non seulement nos systèmes immunitaires naïfs sont particulièrement vulnérables, mais nous n’avons aucun recul sur les possibles thérapies.

Depuis le mois de janvier, les hôpitaux de toute la planète administrent aux patients différents médicaments dont l’efficacité est, à ce jour, malheureusement toujours indétectable.

Si difficile que soit à admettre cet aveu d’impuissance, c’est le cheminement normal de la science : imaginer, tester, abandonner et recommencer jusqu’à avoir trouvé. Dans les premiers mois de l’épidémie, les médecins n’avaient d’autre choix que de tester à l’aveugle l’administration de molécules présentant un potentiel effet thérapeutique.

Aucune n’a eu d’effet indiscutablement positif sur l’issue de la maladie.

Avec la multiplication des cas, le corps médical a désormais de nouvelles pistes. Certaines catégories de population présentent un taux de létalité très réduit par rapport à la population générale. Ces particularités statistiques permettent d’orienter la recherche vers quelques molécules qui, peut-être, présenteront un rapport bénéfice/risque positif.

Mais tout ceci reste une stratégie passive qui nécessite de laisser le temps passer et l’épidémie se propager.

Les supercalculateurs à la rescousse

En parallèle de cette méthode empirique, les chercheurs vont pouvoir, grâce à la mise à disposition des plus puissants supercalculateurs de la planète, travailler de façon proactive à la découverte de médicaments.

Pour comprendre comment un ordinateur peut aider les médecins, il faut revenir au principe de l’infection virale.

Le coronavirus possède une enveloppe bardée de protéines qui viennent se fixer sur des récepteurs présents à la surface de nos cellules. Une fois entré, il va se multiplier et causer la mort de la cellule infectée. La répétition du phénomène entraîne la fameuse infection COVID-19 souvent grave et parfois mortelle.

image coronavirus

Les protéines à la surface du virus jouent un rôle majeur dans l’infection.

Le Graal thérapeutique serait de trouver des molécules qui viendraient s’intercaler entre les protéines virales et nos récepteurs cellulaires. Dans l’idéal, ces molécules ne perturberaient pas l’activité cellulaire normale – faute de quoi le médicament pourrait faire plus de mal que de bien.

Ce regroupement sans précédent de moyens numériques a rapidement porté ses fruits

Or, nous disposons après des siècles de recherche médicale de plus de 500 milliards de molécules qui ont été caractérisées et dont le comportement a été modélisé.

Pas question, bien entendu, de tester ces 500 milliards de molécules les unes après les autres sur les patients. En revanche, il est tout à fait possible de simuler numériquement le comportement de SARS-CoV-2 en présence de ces molécules.

La recherche exhaustive in silico nécessite simplement du temps, de l’argent et des capacités de calcul hors du commun. C’est justement cela qu’apportent les industriels au corps médical en mettant à leur disposition leurs supercalculateurs.

L’effort mondial porte déjà ses fruits 

Aux Etats-Unis, IBM a mis à la disposition de la recherche son Summit, le superordinateur le plus puissant au monde. L’Europe n’est pas en reste : une fois n’est pas coutume, elle a mis de côté ses habitudes bureaucratiques et a organisé en quelques semaines un programme nommé EXSCALATE4CoV qui a pour objectif de regrouper les capacités de calcul réparties sur le Vieux Continent.

A ce jour, 18 institutions réparties dans sept pays européens ont déjà rejoint le programme. Entreprises pharmaceutiques (Esteve Pharmaceutical), universités (Sheffield, Bâle), stars de la tech (Dassault Systèmes, D-Wave) et même entreprises pétrolières (Eni, BP) ont joué le jeu et apporté leur contribution numérique à l’effort de guerre.

HP5 d'Eni

Le HP5 d’Eni met de côté pour quelques semaines les simulations géologiques pour se consacrer à la recherche médicale. Crédit : Eni

Ce regroupement sans précédent de moyens numériques a rapidement porté ses fruits. Début mai, des chercheurs de la Johannes Gutenberg University (Allemagne) ont annoncé avoir trouvé plusieurs traitements potentiels.

Des molécules habituellement utilisées contre l’hépatite C auraient une forte affinité avec les protéines de SARS-CoV-2. Disponibles, aux effets secondaires connus, ces traitements pourraient rapidement être intégrés aux études cliniques en cours et à venir.

Cette première publication, remarquable dans sa rapidité, n’est sans doute que la première d’une longue série. La tech nous offre une lueur d’espoir bienvenue en ce début de déconfinement !

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