Khi thử nghiệm trên da của những con chuột bị nhiễm siêu vi khuẩn, loại kháng sinh này đã kiểm soát sự phát triển của vi khuẩn, mở ra tiềm năng mới trong ứng dụng AI để tạo ra thuốc phù hợp chống lại mầm bệnh kháng thuốc.
Hợp chất được AI xác định hoạt động theo cách chỉ ngăn chặn mầm bệnh nhưng không diệt các vi khuẩn có lợi sống trong ruột hoặc trên da, nhờ đó mà tạo nên kháng sinh trúng đích (thu hẹp phạm vi) hiếm gặp. Theo các nhà nghiên cứu, nếu nhiều loại kháng sinh có thể hoạt động chính xác như vậy, đã có thể ngăn ngừa tình trạng vi khuẩn kháng thuốc ngay từ đầu.
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí sinh hóa học Nature Chemical Biology.
Công nghệ AI mở ra tiềm năng mới trong tìm kiếm thuốc điều trị hiệu quả nhất từ các phòng thí nghiệm, trong đó có thuốc mới chống lại vi khuẩn kháng thuốc.
TS. Cesar de la Fuente - Trường Y khoa Perlman, Đại học Pennsylvania nhận định phương pháp này rất hứa hẹn. Bản thân TS. Cesar de la Fuente mặc dù không tham gia vào nghiên cứu trên nhưng là chuyên gia đang sử dụng AI để tìm ra các phương pháp điều trị mới.
TS. Cesar de la Fuente cho biết, phương pháp tìm kiếm thuốc mới này là một lĩnh vực mới nổi mà các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm từ khoảng năm 2018. Công nghệ AI giúp tìm ra loại thuốc mới giảm đáng kể thời gian cần thiết để phân loại hàng nghìn hợp chất đầy hứa hẹn.
"Trí tuệ nhân tạo (AI), như chúng ta đã thấy có thể được áp dụng thành công trong nhiều lĩnh vực. Tìm ra thuốc mới lại là một "chiến tuyến" tiếp theo của AI", chuyên gia này bật mí.
Trong nghiên cứu trên, các nhà khoa học tập trung vào siêu vi khuẩn Actinetobacter baumanii. Hiện nay, loại siêu vi khuẩn kháng thuốc nguy hiểm này đang hoành hành tại các bệnh viện và các cơ sở chăm sóc sức khỏe. Siêu vi khuẩn này dễ lây lan do có thể bám dính vào các bề mặt như tay nắm cửa và trên mặt bàn, mặt quầy.
Do bám lấy các phân đoạn DNA từ các sinh vật mà siêu vi khuẩn tiếp xúc để tiến hóa, Actinetobacter baumanii có thể kháng thuốc điều trị. Vì thế, siêu vi khuẩn này có thể gây nhiễm đường hô hấp, nhiễm trùng máu hoặc nhiễm trùng da khó chữa.
CDC Mỹ từng tuyên bố vào năm 2019 rằng loại nhiễm trùng cần nhất các loại kháng sinh mới để điều trị chính là siêu vi khuẩn Acinetobacter baumanii kháng thuốc.
Một nghiên cứu gần đây ở các bệnh nhân nhập viện do nhiễm trùng Acinetobacter baumanii cho thấy, siêu vi khuẩn này kháng thuốc ngay cả đối với dòng kháng sinh carbapenem mạnh. Hậu quả là, cứ 4 người thì có 1 người tử vong trong vòng 1 tháng sau khi được chẩn đoán nhiễm trùng.
Trong nghiên cứu mới này, nhà khoa học y sinh Jon Stokes (Đại học McMaster ở Hamilton, Ontario, Canada) cùng các nhà nghiên cứu từ Viện Broad (Trường Công nghệ Massachusetts) và ĐH Harvard đã sử dụng kỹ thuật sàng lọc thuốc thông lượng cao.
Sau nhiều tuần để vi khuẩn Acinetobacter baumanii tiếp xúc với hơn 7.500 tác nhân, thuốc và thành phần hoạt chất của thuốc, các nhà khoa học đã tìm thấy 480 hợp chất ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn.
Thông tin trên được đưa vào máy tính để tạo nên thuật toán trí tuệ nhân tạo (AI). Trong vòng vài giờ, AI đã sàng lọc mô hình hơn 6.000 phân tử, thu hẹp phạm vi tìm kiếm xuống còn 240 hợp chất đã thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, từ đó rút xuống thành 9 hợp chất ức chế vi khuẩn tốt nhất.
Điều đặc biệt mà các nhà khoa học phát hiện thấy chính là hợp chất RS102895 ban đầu được phát triển như một phương pháp điều trị tiềm năng cho bệnh tiểu đường.
Nhà khoa học Jon Stokes nhận thấy rằng, hợp chất RS102895 dường như hoạt động theo cách hoàn toàn mới nhờ ngăn chặn các thành phần của vi khuẩn di chuyển từ bên trong tế bào ra ngoài bề mặt.
“Đây là một cơ chế diệt vi khuẩn khá thú vị, chưa từng thấy ở các loại thuốc kháng sinh lâm sàng cho đến nay mà tôi biết", nhà khoa học Jon Stokes nói. Hơn nữa, RS102895 – mà các nhà nghiên cứu đổi tên thành abaucin – chỉ hoạt động trên vi khuẩn Actinetobacter baumanii.
Chuyên gia về hóa sinh này cho biết, hầu hết các loại kháng sinh đều là tác nhân phổ rộng, có tác dụng chống lại nhiều loài vi khuẩn. Thuốc kháng sinh phổ rộng gây áp lực chọn lọc lên nhiều loại vi khuẩn, khiến nhiều loại nhanh chóng tiến hóa và chia sẻ gene giúp chúng kháng thuốc và tồn tại. Với loại thuốc mới này, do chủ yếu chỉ diệt vi khuẩn Actinetobacter nên sẽ hạn chế tình trạng lan truyền kháng thuốc.
Mời độc giả xem thêm video:
Rung Nhĩ: Rối Loạn Nhịp Dễ Chẩn Đoán – Khó Điều Trị
