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La Cumbre de Supercomputadoras de IBM para descifrar el código COVID-19

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Desde marzo, Summit, la computadora más rápida, inteligente y poderosa del mundo, ha estado ayudando a los científicos médicos a decodificar el virus en un intento por derrotarlo.

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Hoy en día, el análisis genético de la computadora de alta potencia de IBM ofrece nuevos conocimientos sobre los síntomas y tratamientos de COVID-19

A principios de este año publicamos un artículo sobre cómo Summit, el segundo ordenador más rápido del mundo, estaba ayudando a los científicos médicos a decodificar el virus COVID-19. El análisis realizado por la máquina superinteligente, que implicó el procesamiento de datos relativos a más de 40.000 genes, 17.000 muestras genéticas y 2,5 mil millones de combinaciones genéticas, puede haber dado lugar a un gran avance en nuestra comprensión de cómo el nuevo coronavirus se expresa en los infectados. Esto también podría haber ayudado a identificar posibles terapias para combatir los síntomas más debilitantes de la enfermedad.

Sin que se conozca o se identifique plenamente el mecanismo de la enfermedad ni los tratamientos para COVID-19, el Dr. Dan Jacobson, científico jefe de biología de sistemas computacionales de los Laboratorios Nacionales de Oak Ridge, en el estado estadounidense de Tennessee (donde se encuentra la supercomputadora Summit), describe los resultados del análisis, que tardó más de una semana en completarse, como un "momento eureka" Jacobson explicó:

"La computadora nos ha ayudado a plantear un modelo mecánico de cómo COVID-19 impacta en el cuerpo. Este modelo hipotético, que esbozamos en un artículo de la revista eLife en julio, explica muchos aspectos de COVID-19, incluyendo algunos de sus síntomas más extraños. También sugiere una gama de tratamientos potenciales, muchos de los cuales ya están aprobados por la FDA"

Una tormenta perfecta

El nuevo mecanismo identificado por el equipo de Jacobson se centra en un péptido vasoactivo llamado bradiquinina. La bradiquinina es particularmente importante en la regulación de la presión arterial y las reacciones inflamatorias, a través de su capacidad para elevar la permeabilidad vascular y causar la vasodilatación en algunas arterias y venas. Jacobson explicó:

"Las muestras de líquido pulmonar de los pacientes de COVID-19 revelaron consistentemente la sobreexpresión de los genes que producen bradiquinina, mientras que también subexpresan los genes que inhiben o degradan la bradiquinina"

El resultado final es liberar lo que se conoce como "tormenta de bradiquinina", una enorme e incontrolada acumulación de bradiquinina en ciertas partes del cuerpo. Según la hipótesis de la bradiquinina, es esta oleada bioquímica, que aumenta drásticamente la permeabilidad vascular, lo que finalmente causa muchos de los efectos mortales de COVID-19. Jacobson dijo:

"La hipótesis de la bradiquinina explica las horribles tasas de mortalidad en los pacientes de COVID-19. Cuando miras los lugares del cuerpo que se verían afectados por un exceso de bradiquinina, se correlacionan con los síntomas de COVID-19, desde mialgia (dolor muscular) y arritmia (latidos irregulares del corazón) hasta calambres, diarrea y disminución de la función cognitiva"

En los pulmones, por ejemplo, las fugas en los vasos sanguíneos causan un aumento de los niveles de líquido. Las células inmunes también se filtran, causando inflamación. La investigación del equipo de Oak Ridge ha demostrado que COVID-19 también aumenta la producción de ácido hialurónico (HLA), y cuando éste se combina con el líquido de los pulmones, forma un hidrogel gelatinoso. Esto significa que los pacientes con COVID-19 pueden asfixiarse, incluso cuando están en soporte ventilatorio.

Próximos pasos

Dan Jacobson quiere subrayar que los hallazgos de su equipo siguen siendo hipotéticos y no constituyen un consejo clínico. El siguiente paso es probar la investigación y los potenciales tratamientos que sugiere.

La buena noticia en esta etapa es que ya existen una serie de drogas que pueden ayudar a combatir los síntomas de COVID-19 causados por la bradiquinina. Algunos, como el danazol, el estanozolol y el ecalantida, reducen la producción de bradiquinina y podrían evitar que se produzcan tormentas mortales de bradiquinina. Otros, como el icatibant, reducen la señalización de la bradiquinina y podrían limitar el impacto del péptido. Incluso la vitamina D, en la que muchos pacientes de COVID-19 han mostrado una deficiencia, podría desempeñar un papel en futuras terapias. Jacobson dijo:

"Una cosa es segura, no hay una sola bala mágica para COVID-19. Comparo el desafío con un velero que se ha encerrado en cinco lugares de un arrecife. Definitivamente vas a necesitar más de un corcho para evitar que se hunda"

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