Superkomputer: Zastosowania

Nadużywanie antybiotyków i środków dezynfekcyjnych doprowadziło do gwałtownej ewolucji oporności bakteryjnej. Jednym z najbardziej obiecujących pomysłów jest stworzenie cząsteczki, zdolnej do selektywnej destabilizacji błony bakterii, uniemożliwiającej wygenerowanie oporności genetycznej, ze względu na szybki atak mechaniczny na poziomie molekularnym. Stosując metodę dynamiki molekularnej mamy ambicję numerycznie opracować nowoczesną substancję antybakteryjną, która wg. WHO może pomóc milionom ludzi na świecie.
Nasze doświadczenie z zakresu komputerowo wspomaganych badań na poziomie atomów i cząsteczek, jak również wieloletnie doświadczenie w opracowywaniu liposomowych postaci leków do terapii celowanych dedykowanych szczególnie w leczeniu nowotworów, skłoniło nas do podjęcia działań w walce z ogólnoświatowym wyzwaniem jakim jest wzrost antybiotykooporności bakteryjnej, co stanowi realne ryzyko zdrowotne dla całego społeczeństwa. W ramach projektu zgłoszonego do CI TASK przeprowadzone będą przyspieszone symulacje dynamiki molekularnej przy użyciu ustabilizowanego oprogramowania NAMD (University of Illinois at Urbana-Champaign) i wykorzystaniu akceleratorów nVidia Tesla. Na autorskim 3 komponentowym modelu błony bakteryjnej planowane jest niezależne przetestowanie destrukcyjnego oddziaływania 200 różnych cząsteczek detergentów typu gemini, które posiadamy w naszej bazie. Trajektorie dynamiki molekularnej tak dużych systemów pozwolą wyznaczyć parametry określające zdolność antybakteryjną oraz szczegółowy mechanizm destrukcji błony bakterii antybiotykoopornych. W dalszej perspektywie na podstawie otrzymanych wyników teoretycznych dla najskuteczniejszej cząsteczki, zostanie opracowany specjalny nośnik liposomowy znany z kosmetyków, ułatwiający penetrację zakażonych ran oraz zapewniający długotrwałe działanie. Skuteczność tak opracowanej cząsteczki będzie następnie sprawdzana z wykorzystaniem hodowli bakteryjnych. Oczywiście mamy świadomość, że zanim produkt trafi na półki aptek, musi przejść długą i trudną drogę klinicznej weryfikacji.