Molekularni tetris

Kao i mnoge druge pojave i rak je vekovima izgledao nedokučiv, a kada je ljudima nešto nejasno oni to ignorišu ili u boljem slučaju mistifikuju. Sa povećanjem svesti i saznanja polako se ukazuju konture fenomena. Crtaju se granice između poznatog i nepoznatog i ukoliko se dobro postave moguće je uvideti zakonitosti fenomena koji nam postaje blizak. U jednom trenutku znanje je toliko veliko da je pojavama moguće baratati iako ne poznajemo njihovu suštinu i razloge postojanja. Ovo u svetu tehnologije obično funkcioniše tako što fizičari uočavaju fenomene. Matematičari razvijaju alate kojima ih fizičari modeluju, a inženjeri pokušavaju da rezultate njihovog rada primene u nekom proizvodu koji će biti bolji i/ili jevtiniji od konkurentnih. Tako zarađeni novac se ulaže u nove cikluse istraživanja.

Kakve to sad ima veze sa rakom? Do pre dvadesetak godina ne baš velike. Medicinsko saznanje o ovoj bolesti i raspoloživa tehnologija nisu dozvoljavili da se bolesti približimo dovoljno kako bi je „gađali“ u izvorište. Načini lečenja koji su do tog vremena pronađeni bazirali su se na rubnim saznanjima o bolesti. Usmereno zračenje, hemoterapija i citostatici su medicinska artiljerija koja ostavlja pustoš iza sebe čisteći ćelije napadnute rakom, ali i one zdrave. I danas se rak leči na manje-više isti način. Usavršavanjem metoda lečenja životni vek obolelih se produžava iz godine u godinu. Naravno, uspešnost lečenja je bolja ukoliko se bolest ranije otkrije, a nije na odmet i biti bogat ili poznat. Kada je pre devet godina objavljeno od čega boluje tadašnji hrvatski predsednik Franjo Tuđman, niko nije ni pomišljao da će poživeti još sledeće tri i po godine. Sadašnjem predsedniku Kosova, Ibrahimu Rugovi se pruža vrhunska zdravstvena nega i spokojno može da veruje optimističkim procenama lekara.

U seriji BBC-a „Tajna ljudskog genoma“ koju smo mogli da vidimo na TV B92 ove zime prikazan je uzbudljiv put od otkrivanja strukture gena do potpunog zapisa ljudskog gena. Rezultat ogromnog združenog rada, saradnje državnih i korporativnih istraživačkih laboratorija, ovo otkriće je tek početak priče o osnovnim mehanizmima na kojima počiva život. Pred čovečanstvom je dug put dešifrovanja gena. Novac koji bi bio neophodan za završetak ovog posla bi mogao da se uporedi sa vojnim budžetima svetkih velesila. Strah koji ljudima uliva oružje u rukama istreniranih vojnika i osećaj važnosti onih na vrhovima piramida moći je još uvek veći od straha od najgorih bolesti. Ne preostaje nam ništa drugo nego da se nadamo da će altruizam i preduzetnički duh polako otkrivati čemu služi i šta tačno rade geni u nama.

Kako koji deo genoma bude dešifrovan, bićemo bliži i razlozima njihove mutacije koja je ključna za nastanak raka. Mutirani gen je kao bagovit program. Ne ponaša se očekivano. Kontrolni mehanizmi koji upravljaju radom ćelija su narušeni i one se razmnožavaju bez zaustavljanja. U jednom trenutku ih se toliko namnoži da ugroze rad vitalnih organa što vodi u smrt.

Očigledno je da bi najefikasniji način za lečenje raka bio da se nekako eliminišu ćelije sa neispravnim softverom – genima, a da se one zdrave poštede. U poslednjih desetak godina, velike farmaceutske kuće i poznati univerziteti se bave baš tim. Kako sastaviti recepturu leka koji će da se zakači baš za ćelije napadnute rakom i da prošiša pored zdravih? Kako eliminisati proteine kojima se hrane ćelije raka?

Ovaj problem je jedan od najobimnijih sa kojima se susrela ljudska civilizacija. Vrlo dobro znamo da je broj kvarova i neispravnosti u direktnoj srazmeri sa kompleksnošću sistema. Dobri poznavaoci spačeka, fiće ili bube mogu da otkriju i poprave svoja kola u najvećem broju slučajeva. Zamislite na koliko načina stvari mogu da krenu naopako sa ljudskom ćelijom čiju šemu rada tek treba da naučimo da čitamo. Sve bi bilo mnogo jednostavno kada bi rak imao jednu varijantu. U stvari, on je zajedničko ime za nebrojeno mnogo različitih mutacija kojih samo na primeru raka dojke ima preko dvadeset hiljada.

Da bi se pronašao lek za sve moguće mutacije svi računari na svetu bi morali da rade godinama. Čak iako se ograničimo na one koji se najčešće pojavljuju i uzmemo u obzir da su resursi za obradu ovog svemira podataka ograničeni izgledi za uspešno istraživanje nisu baš veliki. Za ovakva velika istraživanja uobičajeno je koristiti umrežene računare koji se obično ređaju u nizove ormara koji se slažu u halama računarskih laboratorija. Posao se deli na međusobno nezavisne delove koje svaki računar u mreži rešava samostalno.

Ovaj veliki i skup posao ima plemeniti cilj za koji je zainteresovan svaki čovek na zemlji. Zbog tog jakog motiva i interneta koji povezuje računare, naučnisi su se dosetili da svoje laboratorijske mreže prošire računarima korisnika interneta. Računarska snaga kućnih i kancelarijskih računara se retko kada sva koristi. Zašto se slobodni deo procesorskog vremena ne bi koristio za obračune čiji bi rezultati bili zajedničko dobro.

Na osnovu ove ideje je 1999. nastao projekat „United Devices“ (www.ud.com). Iza prve faze projekta stajali su veliki igrači računarske scene Intel i IBM, a posao su vodili naučnici i studenti sa poznatih univerziteta. U jednom trenutku investitori su se povukli. Vođe projekta su osnovale kompaniju koja se bavi davanjem usluga obrade podataka na distribuiranim sistemima. Dva centralna projekta su još uvek javna. Možete im se priključiti tako što ćete skinuti klijent aplikaciju sa stranica kompanije. Kada se prvi put logujete potrebno je  registrovati se kao samostalni korisnik ili član neke grupe. Program se tada povezuje sa serverom od koga dobija prvu gomilu sirovih podataka. Dok mi radimo svoj posao, program će koristiti vreme kada je procesor slobodan da krcka brojeve. Ovu obradu moguće je i videti. Naravno, nije neophodno to raditi sve vreme. Kad god je računar uključen, a procesor slobodan, UD će ga koristiti da slaže molekulske strukture. Kad nađe da neka „pasuje“ javlja pogodak koji opet donosi poene. Poene, vreme koje je program proveo radeći posle možete videti na sajtu kompanije.

Prosečna obrada jedne tranše sirovih podataka traje desetak sati. Kada program završi i kada računar povežete sa internetom on pokušava da uspostavi vezu sa serverom, šalje rezultate rada i preuzima nove sirove podatke za obradu.

Na serveru se ovi rezultati sjedinjuju sa rezultatima dobijenim od miliona drugih računara u svetu koji učestvuju u istom projektu. Oni se zatim prosleđuju farmaceutskoj industriji koja pokušava da sintetizuje molekule leka nakon čega slede testiranja na životinjama i ljudima. Na tržištu se već nalazi nekoliko lekova do kojih se došlo preko ovog projekta. Oni već nekome produžavaju život. Što se više računara bude uključivalo u projekat to će broj novih lekova biti veći, a život duži i bolji.