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Parte de las labores de puesta en marcha del sistema de computación de alto rendimiento- Iberogun. Participaron los colaboradores, de la Facultad de Ingeniería en Sistemas Computacionales (FISC), de la Dirección General de Tecnología de la Información y Comunicaciones (DITIC) y del CIHH de la Universidad Tecnológica de Panamá

La computación de alto rendimiento es una realidad que transforma las sociedades y mejora el desempeño de la investigación.

Ejemplos prácticos: gracias a estos sistemas se puede estimar la cantidad de precipitaciones en ciertas épocas, su impacto en los cultivos de arroz y en maíz y generar modelos predictivos que lleven a una eficiencia en la siembra.

En el ámbito de la bioinformática, la biopsia de sangre de un paciente facilita generar miles de datos, analizarlos, procesarlos y emplear los resultados en terapias.

Estos ejemplos no son ficción: son reales y Panamá ya está en este camino que se ahora se fortalece con el lanzamiento del Proyecto de la Secretaría Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación (SENACYT), EIE18-16: Equipamiento e Instrumentación de un Laboratorio de Investigación y Simulación Asistida por Computadora a Diferentes Escalas y Fenómenos, por parte del Centro de Investigaciones Hidráulicas e Hidrotécnicas (CIHH), de la Universidad Tecnológica de Panamá (UTP).

Este Laboratorio se llamará Iberogun. Para la comunidad Guna, Iberogun, “creó el mundo, la naturaleza, la gente. De su árbol de la vida descienden las personas, los peces, las islas, el agua, las nubes de los alisios”.

La presentación del Laboratorio fue el inicio de una jornada completa para demostrar a los asistentes, estudiantes, docentes e investigadores,las aplicaciones de computación de alto rendimiento en diferentes escalas y fenómenos: Inteligencia artificial, física de materiales, simulación de dinámica molecular, cambio climático y bioinformática genómica, entre otras líneas de investigación.

En general, se trata de emplear este tipo de recurso informático para mejorar el procesamiento y cálculo de grandes volúmenes de información.

UTP a la vanguardia en el país

El Dr. Reinhardt Pinzón, investigador principal del proyecto SENACYT, EIE18-16 del CIHH, detalló que miembros del equipo se capacitarán en España y México en la visión de incorporar las mejores prácticas y acelerar procesos de colaboración.

Dr. Reinhardt Pinzón

Analizó que este proyecto de infraestructura permitirá potenciar a la UTP, tanto en el país como en la región, al ser aliados en estudios diversos.

La inauguración del evento le correspondió al Dr. Alexis Tejedor, vicerrector de Investigación, Postgrado y Extensión, en representación del rector de la UTP, Ing. Héctor Montemayor, y dijo en su discurso, citado por prensa UTP, “que en los últimos años la tecnología de Computación de Alto Rendimiento (HPC, por sus siglas en inglés) ha llegado a estar accesible económicamente para colectivos de bajo presupuesto, como los grupos de investigación en nuestros países; con la incorporación de excelentes alternativas de costo-efectividad en contraste con las inaccesibles opciones de supercomputadoras”.

 “La organización de clúster, basada en material disponible en existencias de productos con mucha demanda en el mercado, es una solución factible que ha sido ampliamente adoptada por instituciones académicas y de la industria»

Dr. Alexis Tejedor

El Dr. Javier Sánchez Galán, colaborador del proyecto, miembro de la Facultad de Ingeniería en Sistemas Computacionales de la UTP y quien integra el Grupo de Investigaciones en Biotecnología, Bioinformática y Biología Sintética (GIBBS) de la UTP, explicó que «idea es que todos los investigadores que necesiten analizar sus datos más rápidos, cuenten con las herramientas y las facilidades”.

El Canal de Panamá ya se acercó para estudiar una colaboración. “Al manejar grandes volúmenes de datos, necesitan simulación en clima o de hidrología”, indicó el Dr. Sánchez Galán.

Para los Dres. Eduardo Bringa y Diego Tramontina, de la Universidad de Mendoza, Argentina, y quienes colaboran con el proyecto EIE18-16, en el área de Ciencias de los Materiales, «la termodinámica y la mecánica estadística son ‘robustas’, incluso para escenarios no estables de pocas partículas. Diagnóstico ultrarrápido experimental novedoso técnicas ya permiten la comparación directa con simulaciones de Dinámica Molecular. La computación de alto rendimiento basado en tarjetas gráficas (GPU por sus siglas en inglés) pueden modelar eficientemente y rápidamente sistemas grandes de muchos átomos y elementos».

Dres. Eduardo Bringa y Diego Tramontina, durante su participación

Antecedentes en Panamá

Tanto el Instituto de Investigaciones Científicas y Servicios de Alta Tecnología de Panamá (INDICASAT AIP) como el Instituto Conmemorativo Gorgas de Estudios de Salud (ICGES) tienen sus centros de supercómputo, adaptados a sus investigaciones y demandas de datos.

Modelo de CATHALAC
El MSc. Obed Acosta, quien estuvo presente en el evento de lanzamiento, dijo que «el Centro del Agua del Trópico Húmedo para América Latina y el Caribe (CATHALAC), con sede en Ciudad del Saber, realiza modelaciones numéricas del clima en un clúster de CPUs. Utilizan el modelo WRF para pronóstico de lluvia a escala de cuencas en Panamá».  Además, se analizan datos satelitales de sistema de recepción de imágenes GOES 16R.

El Dr. Sánchez señaló que el Laboratorio de la UTP funciona a una escala mayor y es la visión integrar cada centro de investigación y universidad a esta red.

Reflexiona que estos sistemas demuestran cómo “la ciencia en Panamá avanzó al punto de manejar grandes volúmenes de datos y necesitar estas herramientas”.

Modelos y aplicaciones en salud

Durante la jornada-taller a propósito de la presentación de Iberogun, se abordaron  aplicaciones en los campos de la salud.

Intervinieron:

Dr. Javier De Las Rivas, quien es investigador del Centro de Investigación del Cáncer (CIC) y del Instituto de Biología Molecular y Celular del Cáncer (IBMCC)de la Universidad de Salamanca (España). Dirige el Grupo de Investigación en Bioinformática.

Dr. Alejandro Llanes, Investigador y científico de Plataforma en el área de Bioinformática del INDICASAT AIP, quien trabaja en sistemas computacionales táctiles para la visualización de la estructura 3D de las biomoléculas y en la secuenciación, ensamblaje y anotación de genomas de microorganismos patógenos con aplicación a especies de Leishmania, Leptospira y Anaplasma, entre otras líneas de investigación.

Dra. Yaxelis Mendoza, investigadora del Instituto Gorgas, quien trabaja “en los procesos evolutivos que configuran o dan origen a la diversidad genética viral” y cuyo equipo “tiene como objetivo desarrollar e integrar enfoques de biología molecular y computacional». Participó junto con la Dra. Mendoza, la licenciada Marggie Rodríguez, investigadora del Instituto Gorgas.

El Dr. Javier De Las Rivas hizo una reflexión necesaria en momentos cuando COVID-19 centra todas las conversaciones:

Solo en 2018, hubo un registro de 18 millones de casos nuevos de cáncer y una mortalidad de 9.6 millones de personas por la misma causa.

En dos años (cifras a diciembre 2021) murieron a causa de COVID-19,  5.5. millones de personas, cifra lamentable pero que contrasta con los casi 10 millones de víctimas que deja el cáncer por año, quienes, por otra parte, llegaron tarde a los hospitales debido a la pandemia.

Este contexto ilustra la importancia de contar con mejores datos para abordar la enfermedad, en este caso el cáncer que es su línea de investigación, y el papel de los biólogos computacionales.

Dijo que estamos en la era de las ciencias ómicas (genómica, transcriptómica, proteómica y la metabolómica), que se encargan de estudiar múltiples moléculas responsables del funcionamiento del organismo.

“Esto se hace de manera centrada en el paciente (medicina personalizada) y de forma cuantitativa y computacional para lograr medicina de precisión”.

Precisó que la biología molecular es una herramienta para el mejor conocimiento de la enfermedad, pero es el médico quien debe tomar las decisiones en función de cada paciente.

La experiencia del INDICASAT AIP y Gorgas

De acuerdo con la reseña del INDICASAT AIP, es el año 2013 cuando se crea el Centro de Bioinformática, gracias al apoyo del señor Arturo Melo (q.e.p.d.).

Este clúster de computación de alto rendimiento permitió lograr la secuenciación del genoma del parásito Leishmania panamensis, “el primer proyecto de secuenciación de un genoma llevado a cabo íntegramente en Panamá”.

La infraestructura se fortalece gracias a un financiamiento de la SENACYT y además “del proyecto de secuenciación del genoma de Leishmania panamensis, que fue culminado en el año 2015, el Centro de Bioinformática ha desarrollado varias líneas de investigación enmarcadas en las áreas de biociencias y biotecnología.

Justo con la llegada de la pandemia, el centro aprovechó su fortaleza tecnológica para analizar “los genomas del virus SARS-CoV-2 y otros betacoronavirus relacionados” e incluso se creó un recurso en línea para garantizar su acceso al público.

El Dr. Alejandro Llanes compartió parte de esta experiencia durante el taller de la UTP, en el cual desarrolló la conferencia  Aplicaciones de inteligencia artificial para la predicción de epítopos en el diseño de vacunas.

Durante su exposición detalló cómo servidores tipo BepiPred-2.0 son métodos que superan a otras herramientas al detectar estas  moléculas y hacer más sencillo el camino de la investigación.

La Dra. Yaxelis Mendoza y la licenciada Marggie Rodríguez, por el Instituto Gorgas, hicieron un repaso de la tecnología de secuenciación de nueva generación (NGS) y análisis de datos.

De igual modo compartieron los alcances de la herramienta Genome Detective para la identificación del linaje viral. La herramienta genera informes, permite la revisión de datos en línea y en general hace más sencillo el procesamiento bioinformático.

Estas experiencias se articularán ahora con el Laboratorio Iberogun de la UTP, que al facilitar el procesamiento de grandes volúmenes de datos, mejorará la respuesta de la ciencia en sus diferentes áreas de estudio, desde el cambio climático hasta nuevas vacunas y tratamientos para enfrentar los desafíos del mañana.

Violeta Villar Liste
Redaccion@lawebdelasalud.com

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