Các nhà khoa học đã sử dụng công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) để giúp chế tạo ra một loại thuốc kháng sinh mới có thể tiêu diệt một loại siêu vi khuẩn nguy hiểm chết người.
Theo một nghiên cứu mới vừa được công bố vào tuần này trên tạp chí khoa học Nature Chemical Biology, một nhóm các nhà khoa học của trường Đại học McMaster và Viện Công nghệ Massachusetts, Mỹ, đã tạo ra loại kháng sinh mới có thể chống loại siêu vi khuẩn Acinetobacter baumannii.
Đây là loại vi khuẩn được Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) phân loại vào nhóm “cực kỳ nguy hiểm”, có khả năng đe dọa nghiêm trọng tới sức khỏe con người.
Theo WHO, vi khuẩn này có khả năng kháng kháng sinh cực mạnh và chống lại nhiều biện pháp điều trị hiện nay. Ngoài ra, chúng có thể chuyển tiếp nguyên liệu di truyền, cho các vi khuẩn khác khả năng kháng thuốc tương tự và là một mối đe dọa lớn với các bệnh viện, viện dưỡng lão và những bệnh nhân đang lệ thuộc vào máy trợ thở, máy lọc máu. Chúng cũng gây nguy hiểm cho những người có vết thương hở sau phẫu thuật.
A baumannii có thể tồn tại trong một khoảng thời gian dài trên các thiết bị mà bệnh nhân dùng chung. Chúng có thể lây lan thông qua hoạt động tiếp xúc thông thường. Ngoài việc gây ra các bệnh truyền nhiễm về máu, A baumannii còn gây bệnh cho phổi và đường tiết niệu.
Theo Trung tâm kiểm soát và Phòng ngừa bệnh tật Mỹ, vi khuẩn này có khả năng “xâm chiếm” và trú ẩn trong cơ thể bệnh nhân mà không gây ra bệnh truyền nhiễm hay triệu chứng gì. Điều này khiến cho việc phát hiện bệnh trở nên khá khó khăn.
Sự hỗ trợ của AI
Nghiên cứu vừa được công bố cho thấy các nhà khoa học đã sử dụng một thuật toán dựa trên AI để sàng lọc hàng nghìn phân tử kháng khuẩn trong nỗ lực dự đoán những lớp cấu trúc mới. Kết quả của việc sàng lọc bằng công nghệ AI cho thấy họ đã có thể nhận diện một loại hợp chất kháng khuẩn được đặt tên là abaucin.
“Chúng tôi có rất nhiều dữ liệu cho biết loại hóa chất nào có khả năng tiêu diệt vi khuẩn và hóa chất nào không. Nhiệm vụ của tôi là huấn luyện mẫu hóa chất hiệu quả, và từ đó, chúng tôi biết về phân tử mới có khả năng kháng khuẩn hay không”, Gary Liu, một sinh viên tốt nghiệp trường Đại học McMaster và là thành viên nhóm nghiên cứu dự án cho biết.
Sau khi huấn luyện mẫu với AI, các nhà khoa học đã dùng nó để phân tích 6.680 hợp chất mà nó chưa từng tiếp xúc trước đó. Quá trình phân tích diễn ra trong 1 giờ 30 phút và cuối cùng AI đã tạo ra vài trăm hợp chất kháng khuẩn mới.
Khoảng 240 hợp chất kháng khuẩn đã được thử nghiệm trong phòng thí nghiệm. Bài thử nghiệm cuối cùng đã xác định được 9 loại hợp chất kháng khuẩn tiềm năng có thể dùng làm kháng sinh mới, bao gồm cả abaucin.
Các nhà khoa học đã thử nghiệm loại hợp chất chống siêu vi khuẩn A baumannii trên một mẫu vết thương bị nhiễm trùng ở chuột và phát hiện hợp chất mới này kiềm chế sự nhiễm trùng rất tốt.
“Dự án sẽ hợp thức hóa việc sử dụng máy móc trong công tác tìm kiếm kháng sinh mới. Bằng việc sử dụng AI, chúng ta có thể nhanh chóng khai phá những mảng kiến thức hóa học rộng lớn, tăng đáng kể khả năng tìm thấy những phân tử kháng sinh mới”, Jonathan Stokes - Phó Giáo sư tại Khoa Y sinh và hóa sinh trường Đại học McMaster, người đứng đầu dự án cho biết.