Projeto aplica a computação “grid” à análise genômica

José Pichel Andrés/DICYT Um projeto informático da Universidade de Salamanca utiliza o que tecnicamente se conhece como computação “grid” (malha) para melhorar a análise genômica e assim conquistar avanços no diagnóstico de algumas doenças e na pesquisa sobre a origem genética de determinadas patologias. A computação “grid” é uma inovadora tecnologia que utiliza diversos recursos de forma simultânea para realizar uma tarefa de modo mais rápido e eficiente. A idéia é utilizá-la para criar um serviço de internet capaz de ser comercializado entre a comunidade médica e científica.

O projeto pretende integrar e automatizar em um serviço de Internet todas as fases da análise genômica com um tempo de resposta competitivo com relação aos sistemas que já estão disponíveis aos pesquisadores, de acordo com Roberto Gonzáles Ramos, responsável pela iniciativa. Partindo do processo de análise genômica realizado pelo Centro de Investigação do Câncer (CIC), criou-se uma aplicação que “realiza as fases de análise em cascata e as de maior carga computacional, paralelamente sobre um ‘grid’ de computadores”, isso é, sobre um conjunto heterogêneo de computadores. Para tanto, o sistema utiliza algoritmos já existentes, mas parte o conjunto da informação para que possa ser processado seqüencialmente em cada nó que participa da operação. Depois, a informação é novamente unifica para obter o resultado.

Com este sistema, o tempo de análise “escala proporcionalmente ao número de novos nós que tenha a aplicação”. Por isso, “de uma maneira muito simples, desenvolvi um sistema de alto rendimento”, afirma o pesquisador da Faculdade de Ciências, que desenvolveu este projeto graças a uma bolsa de estudos do Programa de Protótipos Orientados ao Mercado da Universidade de Salamanca, financiado pelo Projeto de Transferência de Conhecimento Universidade-Empresa (T-CUE).

A ajuda informática na análise genômica é imprescindível hoje em dia. Até pouco tempo, “era feito à mão em um processo longo, tedioso e repetitivo”, afirma Roberto González. No entanto, “as coisas repetitivas são a especialidade dos informáticos, se algo é repetitivo, podemos automatizá-lo e fazê-lo mais rápido.” Neste caso, ao utilizar tecnologias inovadoras de computação ‘grid’ o processo é muito mais rápido com relação ao que representaria utilizar apenas um computador.

“O processo de análise consiste em ensamblar as amostras que saem do sequenciador de DNA”, comenta. Uma vez unidas a partir dos pequenos fragmentos que saem do sequenciador, alinham-se com o genoma de referência, isso é, busca-se a qual gene pertencem, observam-se possíveis diferenças e, desta maneira, podem ser encontradas, por comparação, possíveis alterações no DNA do paciente. Isto é muito útil para o diagnóstico de doenças com origem genética conhecida e para a pesquisa da origem genética de qualquer doença. A chave está em selecionar um grupo de estudo de pacientes com a mesma doença e descobrir se se repetem em todos os padrões de mutações genéticas conhecidas.

Só é “uma cadeia de texto”

Na realidade, é “algo simples”, afirma Roberto González, porque as seqüências de DNA não são mais que seqüências ordenadas dos nucleotídeos do DNA, que se expressam nas letras A, C, G e T (correspondentes aos nucleotídeos adenina, citosina, guanina e timina), que ensamblam para obter toda a informação genética. “No final, o DNA não é mais que uma cadeia de texto e o tratamento da cadeia de textos é uma disciplina informática muito estudada”, assegura.

Em qualquer caso, o processo de computação ‘grid’ é complicado e, por isso, “desenvolvemos um aplicativo de Internet muito simples que permite subir os dados do paciente, selecionar as análises que serão efetuadas e devolver os resultados ao cliente”. Uma forma de comercializar este produto seria vender um conjunto de computadores nos quais esteja instalado o aplicativo, mas “considero mais interessante comercializá-lo como um serviço de Internet, de modo que cada hospital ou centro de pesquisa possa conectar-se através da Internet com nossos computadores e poderíamos tarifá-lo pelo volume de dados armazenado ou pelo tipo de análise”, afirma Roberto González, que desenvolveu a idéia sob a direção dos professores Juan Francisco de Paz e Davinia Carolina Zato. Portanto, os clientes potenciais seriam tanto os cientistas que trabalham nos centros de pesquisa e universidades, quanto hospitais que necessitam realizar análises de rotina dos pacientes.