IBM использует ресурсы World Community Grid для борьбы с туберкулезом

Корпорация IBM запустила World Community Grid (WCG) еще в 2004 году. WCG — это глобальное сообщество, позволяющее любому пользователю ПК, смартфона или планшета предоставить неиспользуемые вычислительные мощности своего устройства на благо проекта. На данный момент участниками WCG являются 750 тысяч человек и 470 организаций из 80 стран мира. Общее количество проектов в WCG — 26.

Проект добровольных вычислений работает на платформе BOINC, принцип работы WCG похож на то, как функционирует сеть распределенных вычислений @SETI. Только в случае с WCG участники занимаются не поиском внеземной жизни, а земными проблемами — исследованиями в медицинской сфере (борьба с раком, спидом, гриппом).

Сейчас IBM решила использовать ресурсы WSG и для борьбы с «тихим убийцей» — туберкулезом. Для этого запущен отдельный проект «Help Stop TB», руководит которым Университет Ноттингема из Великобритании. Цель проекта — изучить бактерии туберкулеза, чтобы определить наилучший метод борьбы с недугом. Как известно, возбудителем туберкулеза является бактерия Mycobacterium tuberculosis (M. tb).

Основная часть системы помещена в облако IBM SoftLayer. По словам представителей IBM, если бы все пользователи электронных устройств предоставили сервису неиспользуемые мощности своих девайсов, то общая производительность такой системы была бы гораздо выше производительности самого быстрого на данный момент суперкомпьютера.

«При помощи добровольцев World Community Grid мы планируем смоделировать различные типы миколовой кислоты в клеточных стенках бактерии, чтобы понимать, как эти структуры влияют на функционирование бактерии. Базовое исследование позволит ученым разработать метод лечения, направленный на ликвидацию системы защиты возбудителя», — говорит доктор Анна Крофт, ведущий научный специалист исследования. Миколовые кислоты — это обобщённое название группы длинноцепочечных разветвлённых жирных кислот. Они имеют общую формулу R1-CHOH-CHR2-COOH, с перекрестными сшивками, и содержат по 60-90 атомов углерода в молекуле (С60-С90). Являются исключительным компонентом клеточной стенки микобактерий, включая патогенную Mycobacterium tuberculosis.

Микобактерия туберкулеза (увеличение в 35000 раз)

«Это поможет нам разработать более полную и цельную модель клеточной стенки и лучше понять роль миколовых кислот в системе защиты возбудителя туберкулеза», — продолжает Крофт. По ее словам, туберкулез является одним из наиболее опасных убийц в мире. По вине Mycobacterium tuberculosis только в 2014 году было диагностировано более 9,6 млн случаев заболевания туберкулезом и более 1,5 млн смертей пациентов. ВОЗ объявил туберкулез одним из наиболее смертельных инфекционных заболеваний. Эта бактерия очень устойчива к воздействию лекарственных препаратов и средств защиты иммунной системы человека благодаря структуре своих клеточных стенок, что затрудняет лечение заболевания. Если решить проблему уязвимости бактерий — это поможет решить проблему туберкулеза.

Микобактерия очень устойчива в окружающей среде. Так, при температуре 23 °C во влажном и тёмном месте она сохраняется до 7 лет. В тёмном и сухом месте (при высыхании мокроты больного или в пыли) МБТ сохраняется до 10—12 месяцев, в уличной пыли (то есть в сухом и светлом месте) палочка Коха сохраняется до 2 месяцев, на страницах книг — до 3 месяцев, в воде — до 5 месяцев. В почве МБТ сохраняется до 6 месяцев, в сыром молоке — до 2 недель, в масле и сыре — до года.

На сегодняшний день считают, что микобактерии туберкулёза, находящиеся в мокроте, остаются жизнеспособными при открытом кипячении последней в пределах 5 мин. Микобактерии чувствительны к средствам, содержащим хлор (хлорная известь, хлорамин и др.), третичным аминам, а также к перекиси водорода.

Любой пользователь может стать участником системы WCG. Для этого нужно зарегистрироваться по этому адресу. После регистрации участник выбирает проект, для которого он хочет предоставить свои компьютерные ресурсы. Присоединившись к сети, пользователь получает на свой компьютер отдельное вычислительное задание (проект разделяется специалистами IBM на миллионы подзадач). Выполнив задание, ПК передает результаты вычислений на сервер и получает новое задание. Вычисления выполняются лишь тогда, когда компьютер не задействован (таким образом участие в проекте не мешает выполнению основных задач). Результаты вычислений, отправленные на сервер, автоматически соединяются с результатами других заданий, и формируют общий результат.

Возможно, свободное процессорное время большого количества электронных устройств поможет, все же, побороть это опаснейшее заболевание, с которым человечество борется уже многие сотни лет. Пока что процесс проходит с переменным успехом, поскольку Mycobacterium tuberculosis действительно является чрезвычайно устойчивой к внешним воздействиям. Если удастся найти брешь в защите клеточных стенок возбудителя туберкулеза, зловредная бактерия будет побеждена навсегда.