Terapi COVID-19 Menggunakan Superkomputer Tercepat di Dunia

Ditulis oleh Maratus Sholikah

COVID-19

Kita tahu bahwa penyakit Coronavirus 2019 (COVID-19) merupakan penyakit menular yang disebabkan oleh sindrom pernapasan akut coronavirus 2 (SARS-CoV-2). Kasus pertama yang diketahui teridentifikasi di Wuhan, China pada Desember 2019. Penyakit ini telah menyebar ke seluruh dunia, menyebabkan pandemi yang berkelanjutan.

Penularan COVID-19 terjadi ketika orang terkena tetesan pernapasan yang mengandung virus dan partikel udara yang dihembuskan oleh orang yang terinfeksi. Partikel tersebut dapat terhirup atau dapat mencapai mulut, hidung, atau mata seseorang melalui sentuhan atau deposisi langsung (batuk).

Resiko infeksi paling tinggi ketika orang berada dalam jarak dekat untuk waktu yang lama. Namun, partikel dapat terhirup dalam jarak yang lebih jauh, terutama di dalam ruangan yang berventilasi buruk dan ramai. Dalam kondisi tersebut, partikel kecil tetap dapat tersuspensi di udara selama beberapa menit hingga berjam-jam.

Beberapa metode pengujian telah dikembangkan untuk mendiagnosis penyakit ini. Metode diagnistik standar adalah dengan mendeteksi asam nukleat virus dengan real-time reverse transcription polymerase chain reaction (rRT-PCR), transcription-mediate amplification (TMA), atau dengan reserve transcription loop-mediate isothermal amplification (RT-LAMP) dari swab nasofaring.

Langkah-langkah pencegahan termasuk jarak fisik atau sosial, karantina, ventilasi ruang dalam ruangan, menutupi batuk dan bersin. Serta mencuci tangan dan menjauhkan tangan yang tidak dicuci dari wajah. Penggunaan masker pun direkomendasikan dalam pengaturan publik, untuk meminimalkan resiko transmisi virus ini.

Sementara itu, dikembangkan juga obat yang bisa menghambat virus dan beberapa vaksin yang saat ini sudah terdistribusi di berbagai negara. Serta pengobatan utama bersifat simtomatik. Yang melibatkan pengobatan gejala, perawatan suportif, isolasi, dan tindakan eksperimental.

Sejarah Superkomputer

Yaitu sebuah komputer yang memimpin di dunia dalam kapasitas proses, terutama kecepatan penghitungan, pada awal perkenalannya. Superkomputer diperkenalkan pada tahun 1960-an, didesain oleh Seymour Cray di Control Data Corporation (CDC), memimpin di pasaran pada tahun 1970-an sampai Cray berhenti untuk membentuk perusahaanya sendiri, Cray Research.

Dia kemudian mengambil pasaran superkomputer dengan desainnya, dalam keseluruhan menjadi pemimpin superkomputer selama 25 tahun (1965-1990). Pada tahun 1980an beberapa pesaing kecil memasuki pasar. Yang bersamaan dengan penciptaan komputer mini dalam dekade sebelumnya. Sekarang ini, pasar superkomputer dipegang oleh IBM dan HP, meskipun Cray Inc. masih menspesialisasikan dalam pembuatan superkomputer.

Superkomputer digunakan untuk tugas penghitungan-intensif seperti perkiraan cuaca, riset iklim (termasuk riset pemanasan global, pemodelan molekul, simulasi fisik seperti simulasi kapal terbang dalam terowongan angin, simulasi peledakan senjata nuklir, dan riset fusi nuklir), analisikrip, dan lain-lain. Militer dan agensi sains salah satu pengguna utama superkomputer.

Superkomputer lebih unggul dalam kecepatan daripada komputer di rumah-rumah biasa dengan menggunakan desain inovatif berbentuk lemari yang membuat mereka dapat melakukan banyak tugas secara paralel, dan juga detail sipil yang rumit. Komputer ini biasanya dikhususkan untuk penghitungan tertentu, biasanya penghitungan angka, dan tidak bagus hasilnya dalam tugas umum. Hierarki memorinya didesain secara hati-hati untuk memastikan prosesornya tetap menerima data dan instruksi setiap saat; dalam kenyataan, perbedaan performa dengan komputer biasa terletak di hierarki memori dan komponennya. Sistem I/Onya juga didesain supaya bisa mendukung bandwidth yang lebar.

Seperti dengan sistem paralel pada umumnya, hukum Amdahl berlaku. Dan superkomputer didesain untuk menghilangkan kelemahan susunan seri, dan menggunakan hardware sistem paralel untuk mempercepat dari kelemahan sempitnya bandwidth.

Terapi Superkomputer

Amerika Serikat dan China selama ini bergantian memegang predikat sebagai pemilik superkomputer tercepat dan terkencang di dunia. Namun, akhir-akhir ini gelar tersebut beralih ke Jepang lewat sebuah komputer super bernama Fugaku.

Fujitsu Japan Limeted mengumumkan bahwa mereka akan memulai proyek penelitian baru yang berkaitan dengan COVID-19. Tim peneliti dipimpin oleh Research Center for Advanced Science an Technology (RCAST) di University of Tokyo.

Penelitian ini memanfaatkan superkomputer tercepat di dunia yang diberi nama Fugaku. Superkomputer ini dikembangkan bersama oleh RIKEN dan Fujitsu. Nantinya, penelitian akan memanfaatkan Fugaku untuk mengidentifikasi senyawa penghambat molekul kecil yang dapat digunakan sebagai obat potensial dalam pengobatan COVID-19.

Tak hanya itu, seperti dikutip dari Bio Spectrum Asia, penelitian ini juga mengklarifikasi mekanisme molekuler yang menghambat infeksi COVID-19. Yang pada akhirnya mengarah pada pengembangan obat terapeutik molekul kecil. Studi skala penuh dimulai pada 22 Juni 2021, dan akan berlanjut hingga Maret 2022.

Fujitsu dan RCAST akan memanfaatkan teknologi penemuan obat IT dengan fokus pada teknologi pembuatan senyawa penghambat dan teknologi simulasi molekuler yang secara tepat mewakili keadaan molekul, melakukan perhitungan pada Fugaku untuk mengidentifikasi senyawa berdasarkan perilaku dinamis protein virus, serta untuk memprediksi sifat-sifat mutasi di masa depan.

Dengan memanfaatkan Fugaku, simulasi molekuler untuk protein virus dan formulasi senyawa penghambat dapat dipercepat. Serta memperjelas kompleksitas keadaan pengikatan dan interaksi antara protein virus dan senyawa penghambat. Dengan tujuan untuk mengidentifikasi senyawa penghambat yang dapat mengarah pada obat terapeutik pada tahap awal. Ke depannya, Fujitsu akan terus memanfaatkan kekuatan superkomputer dan teknologi simulasi molekuler. Karena berupaya untuk segera memenuhi kebutuhan terapi potensial untu COVID-19..

REFERENSI:

• Chan JF, Yuan S, Kok KH, To KK, Chu H, Yang J, et al. (February 2020). “A familial cluster of pneumonia associated with the 2019 novel coronavirus indicating person-to-person transmission: a study of a family cluster”. Lancet. 395 (10223): 514–523. doi:10.1016/S0140-6736(20)30154-9. PMC7159286. PMID31986261.
• Halaman J, Hinshaw D, McKay B (26 Februari 2021). “Dalam Perburuan Asal Covid-19, Pasien Nol Menunjuk ke Pasar Wuhan Kedua – Pria dengan infeksi pertama yang dikonfirmasi dari virus corona baru memberi tahu tim WHO bahwa orang tuanya telah berbelanja di sana” . Jurnal Wall Street. Diakses pada 23 Juni 2021.
• Hans Peretas; Trinitis Carsten; Josef Weidendorfer; Matthias Brehm (2010). “Mempertimbangkan GPGPU untuk Pusat HPC: Apakah Layak Upayanya?” . Dalam Rainer Keller; David Kramer; Jan-Philipp Weiss (eds.). Menghadapi Tantangan Multicore: Aspek Paradigma dan Teknologi Baru dalam Komputasi Paralel . Sains & Media Bisnis Springer. hal.118-121. ISBN  978-3-642-16232-9.
• Hoffman, Allan R.; dkk. (1990). Superkomputer: arah dalam teknologi dan aplikasi . Akademi Nasional. hal.35–47. ISBN  978-0-309-04088-4.
• Kravtsov, Valentin; Karmeli, David; Dubitzky, Werner; Orda, Ariel; Schuster, Assaf ; Yospa, Benny. “Supercomputing kuasi-oportunistik dalam grid, makalah topik hangat (2007)” . Simposium Internasional IEEE tentang Komputasi Terdistribusi Kinerja Tinggi . IEEE . Diakses tanggal 23 Juni 2021 . 
•  Zimmer C (26 Februari 2021). “Kehidupan Rahasia Virus Corona – Gelembung gen berukuran 100 nanometer yang berminyak telah membunuh lebih dari dua juta orang dan membentuk kembali dunia. Para ilmuwan tidak tahu harus berbuat apa” . Diakses tanggal 23 Juni 2021 .