L’IRB Barcelona coordina MD4SB, un projecte que impulsa la descripció dinàmica en biologia estructural

Cada vegada que un laboratori genera una simulació de dinàmica molecular, produeix diversos terabytes de dades que, en la majoria dels casos, mai no es tornen a consultar. No és perquè no tinguin valor científic, sinó per l'absència d'infraestructures adequades per preservar-los, compartir-los i facilitar-ne la reutilització per part d'altres grups de recerca.

Per donar resposta a aquest desafiament neix MD4SB (Molecular Dynamics for Structure-based Biology), un nou projecte europeu finançat amb 10 milions d'euros pel programa Horizon Europa i coordinat per l’IRB Barcelona. El seu objectiu és integrar dades i eines de dinàmica molecular a tres de les principals infraestructures europees de recerca: Instruct-ERIC, especialitzada en biologia estructural; ELIXIR, dedicada a la gestió i integració de dades en ciències de la vida; i EU-OPENSCREEN ERIC, centrada en biologia química i en el cribratge de compostos amb potencial terapèutic.

La dinàmica molecular permet simular com es mouen les proteïnes i altres molècules biològiques, com canvien de conformació i com interactuen amb potencials fàrmacs. Aquesta informació complementa les imatges estructurals estàtiques, que capturen una única configuració molecular, de manera similar a una fotografia.

Tot i això, aquestes dades presenten importants desafiaments. La seva generació requereix un esforç computacional elevat, produeixen volums massius d'informació i exigeixen una gran capacitat d'emmagatzematge i processament. A més, la manca d'eines i infraestructures adequades en dificulta l'intercanvi i la reutilització per part d'altres grups de recerca. Com a conseqüència, una enorme quantitat de dades valuoses i de recursos computacionals invertits corre el risc de perdre's en no poder ser analitzada novament ni aprofitada en futurs estudis.

MD4SB es basa en els avenços aconseguits per MDDB (Molecular Dynamics Data Bank), una iniciativa que va desenvolupar una plataforma distribuïda per emmagatzemar i compartir grans volums de dades de dinàmica molecular seguint els principis FAIR, que garanteixen que les dades siguin localitzables, accessibles, interoperables i reutilitzables.

«Ara, per primera vegada a escala europea, MD4SB integrarà aquesta tecnologia a les principals infraestructures de recerca i la posarà al servei de la biologia estructural, la intel·ligència artificial i el descobriment de fàrmacs», explica el Dr. Modesto Orozco, Cap del Laboratori de Modelització Molecular i Bioinformàtica de l'IRB Barcelona, ​​catedràtic de la Universitat de Barcelona, ​​fundador de l'empresa biotecnològica Nostrum Biodiscovery i coordinador del projecte MD4SB.

Tres infraestructures, un servei comú

MD4SB integrarà les seves eines en tres grans infraestructures europees de recerca que cobreixen etapes complementàries del procés biomèdic: la caracterització estructural de proteïnes, la gestió i la interoperabilitat de dades científiques i la identificació de compostos amb potencial terapèutic.

Per fer-ho possible, el projecte també comptarà amb el suport d'alguns dels principals centres de supercomputació i fàbriques d'intel·ligència artificial d'Europa, que aportaran capacitats avançades de computació, emmagatzematge i anàlisi de dades a gran escala. Aquesta infraestructura permetrà connectar la dinàmica molecular amb noves aplicacions basades en intel·ligència artificial i facilitarà l'aprofitament de les dades generades per les simulacions.

A més, garantirà que aquestes dades es puguin compartir i reutilitzar en diferents contextos científics, evitant que quedin aïllats en servidors locals i afavorint així una investigació més oberta, eficient i col·laborativa.

 

MD4SB: un centre neuràlgic que connecta les infraestructures de recerca de la UE, les fàbriques d'intel·ligència artificial i els sectors biotecnològic i farmacèutic.

Un dels principals objectius de MD4SB és accelerar les fases inicials del descobriment de fàrmacs. Les simulacions de dinàmica molecular permeten observar com es mouen les proteïnes i revelar regions funcionals que no són visibles a les estructures estàtiques, però que poden resultar determinants per al disseny de nous compostos terapèutics.

La indústria farmacèutica exercirà un paper actiu en el projecte. Almirall i Sanofi, entre altres empreses, participaran com a socis associats, aportant la seva experiència per avaluar la utilitat pràctica de la plataforma en entorns reals de recerca industrial. La seva participació contribuirà a garantir que les eines desenvolupades responguin a les necessitats tant de la comunitat acadèmica com del sector farmacèutic.

Per la seva banda, Nostrum Biodiscovery, empresa derivada de l'IRB Barcelona i del Barcelona Supercomputing Center–Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS), actuarà com a pont entre l'àmbit acadèmic i la indústria, facilitant l'adopció i l'aplicació d'aquestes tecnologies en el desenvolupament de nous medicaments.

«Volem que la dinàmica molecular es converteixi en una capacitat compartida per a la comunitat científica europea, perquè pot accelerar i ampliar l'abast de nombrosos projectes de recerca», afirma el Dr. Orozco.

25 socis, 8 països, 4 anys

MD4SB començarà l'1 de setembre del 2026 i tindrà una durada de quatre anys. El consorci reuneix 25 socis de 8 països, inclosos centres acadèmics, infraestructures europees de recerca, centres de supercomputació i empreses biotecnològiques i farmacèutiques.

 

Consorci MD4SB: 25 socis a 8 països.
 

Tot i que Europa compta amb infraestructures de recerca sòlidament consolidades, la dinàmica molecular continua utilitzant-se de forma fragmentada i roman, en gran mesura, confinada a grups altament especialitzats. MD4SB pretén revertir aquesta situació ampliant les capacitats de les infraestructures existents i posant dades i eines avançades de dinàmica molecular a l'abast tant de la investigació acadèmica com de les indústries farmacèutica i biotecnològica europees.