Il CRS4 apporta al progetto COMETA un contributo fondamentale nella creazione di infrastrutture per la ricerca di base e nell’organizzazione di attività formative avanzate. Il Centro studia, sviluppa e applica soluzioni innovative, basate sulla scienza e tecnologia dell’informazione, sulla simulazione modellistica e sul calcolo ad alte prestazioni, a problemi provenienti da ambienti naturali, sociali, industriali. Grazie alle sue competenze e tecnologie d’avanguardia, CRS4 supporta diverse aree chiave del progetto

Supporto alla medicina personalizzata e colture cellulari
Il CRS4 mette a disposizione una piattaforma integrata per il sequenziamento massivo, arricchita da strumentazioni innovative che automatizzano e ottimizzano il processo di analisi dei campioni. Attraverso tecniche di sequenziamento avanzate, il centro offre supporto alla caratterizzazione genomica ed epigenomica dei campioni cellulari, anche per studi pilota.

Computational pathology
Facendo leva sulla sua piattaforma di digital pathology, utilizzata in progetti internazionali come quello riguardante lo studio sul tumore alla prostata, il CRS4 sviluppa e sperimenta metodi e sistemi innovativi di computational pathology.  Il focus dell’attività nel progetto COMETA è incentrato sulla generalizzazione dei concetti di annotazione strutturata e multi-etichetta di immagini morfologiche e cliniche; sulla estensione delle tecniche utilizzate precedentemente per singoli casi d’uso e permettere di supportare protocolli di annotazione controllati e personalizzabili; sulla realizzazione prototipale di strumenti di annotazione dedicati per ottenere una maggiore accuratezza, efficienza e coerenza nel processo di annotazione e sull’analisi computazionale basata su workflow con tracciamento integrato della provenance. Questi metodi, potenziati con algoritmi di intelligenza artificiale, consentono analisi più rapide e accurate.

Innovazione nel Drug Screening
Il CRS4 sviluppa nuovi protocolli per analisi di target genomici, epigenomici e trascrittomici, sfruttando tecnologie avanzate come il Next Generation Sequencing e la digital PCR. Grazie a workflow ottimizzati e protocolli su misura, il centro contribuisce alla validazione delle infrastrutture del progetto tramite l’applicazione di progetti pilota.

Modellazione e simulazione in silico
Il CRS4 utilizza la sua infrastruttura di calcolo ad alte prestazioni per simulazioni computazionali avanzate su scala molecolare mirate all’individuazione di target terapeutici e alla valutazione della loro druggability. Oltre alla dinamica classica,  vengono utilizzati e sviluppati strumenti, protocolli e metodi innovativi di metadinamica, enhanced sampling ed AI con particolare riferimento agli OPES (On-the-fly Probability Enhanced Sampling methods). Su scala cellulare vengono sviluppati modelli matematici e codici computazionali per la descrizione qualitativa e quantitativa della crescita ed espansione delle cellule in vitro. I modelli matematici sviluppati, basati sul ciclo cellulare e su specifici bilanci di popolazione multifase strutturati nel volume e nell’età delle fasi cellulari, sono implementati in vari linguaggi di programmazione (fortran, python e julia) sulla piattaforma computazionale HPC del CRS4. Con l’uso di strumenti matematici, codici sviluppati ad hoc, softwares specifici e protocolli computazionali, il centro supporta lo sviluppo di terapie innovative, garantendo scalabilità e portabilità delle analisi e dei dati prodotti.

Formazione e trasferimento di competenze
Il CRS4 organizza scuole e attività formative sulla modellistica molecolare con l’obiettivo di trasferire conoscenze e competenze in ambiti altamente specializzati. Con riferimento ad un obiettivo specifico del progetto COMETA, riguardante la formazione e il trasferimento delle competenze, si è svolta, presso la sede di Sardegna Ricerche, Parco Scientifico e Tecnologico della Sardegna, la Summer School “Next Generation Molecular Modeling (NGMM2026)”, organizzata dal CRS4 in collaborazione con l’Università degli Studi di Cagliari. Ricercatrici/ricercatori e studenti/studentesse provenienti da università e centri di ricerca di diversi Paesi hanno partecipato a un programma di lezioni, tutorial ed esercitazioni dedicati alle più recenti metodologie della modellazione molecolare. Il percorso formativo ha affrontato temi che spaziano dalla simulazione multiscala e dalla dinamica molecolare alle applicazioni dell’intelligenza artificiale, fino allo studio di materiali avanzati e sistemi biologici complessi.