.jpg)
Lần đầu tiên trong lịch sử, với sự trợ giúp của trí tuệ nhân tạo (AI), các nhà nghiên cứu phát triển một loại kháng sinh mới cực mạnh có khả năng tiêu diệt nhiều loại vi khuẩn kháng thuốc. Bài viết hôm nay chúng ta cùng tìm hiểu vấn đề này nhé.
Kháng sinh là gì?
Kháng sinh là thuốc tiêu diệt hoặc kìm hãm sự phát triển của vi khuẩn, từ đó giảm đáp ứng viêm gây ra bởi vi khuẩn. Kháng sinh có tác dụng khác nhau trên từng loại vi khuẩn, một số kháng sinh có tác dụng trên nhiều chủng vi khuẩn được gọi là kháng sinh phổ rộng, một số loại khác tác dụng trên một số chủng vi khuẩn nhất định được gọi là phổ hẹp.
Năm 1928, Alexander Fleming lần đầu tiên phát hiện ra kháng sinh Penicillin. Mặc dù công trình của ông dựa trên nỗ lực của một số nhà nghiên cứu đi trước, cuối cùng, ông đã được trao giải thưởng Nobel về y học. Trong bài phát biểu, ông đã cảnh báo rằng, một ngày nào đó vi khuẩn có thể thích nghi với Penicillin, khiến thuốc kháng sinh trở nên kém tác dụng hơn và đó chính xác là những gì đang xảy ra.
Ngày nay, có nhiều vi khuẩn kháng thuốc, làm mất tác dụng hoặc giảm nhẹ tác dụng của Penicillin và nhiều loại kháng sinh khác được các bác sĩ kê đơn. Trong khi đó, việc tạo ra các loại thuốc mới là một quá trình khó khăn và đòi hỏi nhiều thời gian. Có thể mất nhiều năm hoặc đôi khi là nhiều thập kỷ để phát triển các loại thuốc mới. Đó là một trong những lý do khiến giá thuốc thường không hề rẻ bởi cần có chi phí để trả cho tất cả các phòng thí nghiệm và kỹ thuật viên thực hiện nghiên cứu về các loại thuốc mới trong năm này qua năm khác. Có những lúc, các bác sĩ lâm sàng thậm chí còn không biết liệu các loại thuốc họ đang sử dụng có hiệu quả hay không cho đến khi chúng được thử nghiệm trong nghiên cứu xa hơn.
Kháng thuốc kháng sinh là gì?
Đề kháng kháng sinh không có nghĩa là cơ thể chống lại tác dụng của kháng sinh. Hiện tượng kháng kháng sinh xảy ra khi mầm bệnh hay vi khuẩn có khả năng tạo ra cách chống lại thuốc kháng sinh làm cho kháng sinh không thể tiêu diệt hoặc ngăn chặn được sự phát triển của chúng.
Vi khuẩn có thể kháng thuốc kháng sinh một cách tự nhiên hoặc kháng thuốc nhờ đột biến gen hoặc tiếp nhận gen kháng thuốc từ một loài vi khuẩn khác.
Vi khuẩn kháng thuốc kháng sinh làm cho việc điều trị bệnh nhiễm khuẩn trở nên khó khăn, thậm chí không thể điều trị được. Nhiễm khuẩn do vi khuẩn đề kháng buộc bác sĩ phải sử dụng thuốc kháng sinh thay thế, thường có độc tính cao hơn dẫn đến thời gian nằm viện kéo dài và gây ra tốn kém chi phí y tế.
Không ai có thể hoàn toàn tránh được tình trạng kháng kháng sinh của vi khuẩn, ngay cả những kỹ thuật tiên tiến trong y khoa như hỗ trợ tim phổi, lọc máu, cấy ghép... cũng phải phụ thuộc vào khả năng chống lại vi khuẩn gây bệnh của kháng sinh.
Cho dù nhân loại đang có những nỗ lực để phát triển kháng sinh mới nhưng tình trạng kháng kháng sinh vẫn tiếp tục diễn ra với tốc độ nhanh và phức tạp hơn
Khó khăn trong việc tìm những kháng sinh mới
Cách phát hiện kháng sinh truyền thống được sử dụng thường là chiết xuất từ đất hoặc thực vật. Tuy nhiên, những phương pháp này hiện đã không cho ra kết quả thuốc kháng sinh mới và cũng có nhiều rào cản kinh tế - xã hội trong việc tiếp tục những phương pháp truyền thống.
Một số nhà khoa học gần đây đã cố gắng giải quyết bài toán tìm kháng sinh mới bằng cách tìm kiếm DNA của vi khuẩn để tìm các gen sản xuất kháng sinh mới. Trong khi đó, một số nhà nghiên cứu lại tìm kiếm kháng sinh ở những vị trí kỳ lạ như trong mũi của chúng ta.
Các loại thuốc được tìm thấy thông qua các phương pháp độc đáo như vậy phải đối mặt với nhiều khó khăn để tiếp cận thị trường. Các loại thuốc có hiệu quả trong quá trình thí nghiệm có thể không hoạt động tốt trong cơ thể. Chúng có thể không được hấp thụ tốt hoặc có thể gây ra tác dụng phụ. Sản xuất các loại thuốc này với số lượng lớn cũng là một thách thức đáng kể.
Trí tuệ nhân tạo giúp tạo ra kháng sinh mới
Trong nghiên cứu công bố trên tạp chí Cell, chuyên gia kỹ thuật y sinh của MIT James Collins, một trong những tác giả chính của nghiên cứu, khẳng định công trình của họ đã tìm ra một loại phân tử "kỳ diệu" có thể được coi là một loại kháng sinh tốt hơn mọi loại kháng sinh đã được phát hiện trước đó.
Cụ thể, nhóm nghiên cứu đã huấn luyện mô hình thuật toán máy học khoảng 2.500 phân tử và thu được một hợp chất mà họ đặt tên là Halicin. Hợp chất này được đưa ra thử nghiệm thực tế với các chủng vi khuẩn lấy từ các mẫu bệnh phẩm và cả những mẫu được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm.
Kết quả chỉ ra, hợp chất này đánh bại nhiều chủng vi khuẩn từng có "lịch sử" kháng thuốc mạnh như Clostridium difficile (gây bệnh viêm đại tràng giả mạc), Acinetobacter baumannii (vi khuẩn đa kháng thuốc, gây nhiễm khuẩn bệnh viện đáng báo động) và Mycobacterium tuberculosis (vi khuẩn lao).
Halicin đã được sử dụng điều trị thử nghiệm cho 2 con chuột nhiễm vi khuẩn Acinetobacter baumannii, chủng vi khuẩn mà rất nhiều binh lính Mỹ tại Iraq và Afghanistan đã bị nhiễm.
So sánh khả năng tiêu diệt vi khuẩn của Halicin (hàng trên) và Ciprofloxacin (hàng dưới)
Chủng vi khuẩn A.baumannii trong cả 2 con chuột đều đã "nhờn" tất cả những loại kháng sinh hiện có nhưng một loại thuốc mỡ chứa Halicin đã giúp cho chúng khỏi bệnh hoàn toàn trong vòng 24 giờ.
Ý tưởng sử dụng các mô hình phỏng đoán máy tính để tìm ra các hợp chất thuốc mới đã được áp dụng từ lâu nhưng Halicin là kết quả thành công nhất từng được biết đến cho tới nay.
Các nhà khoa học sẽ tiếp tục nghiên cứu Halicin và làm việc với các công ty dược phẩm hoặc các tổ chức phi chính phủ để phát triển loại kháng sinh này phục vụ điều trị cho con người.
Công trình đột phá này sẽ làm thay đổi rõ rệt thế giới quan của ngành công nghiệp phát hiện kháng sinh nói riêng và phát hiện thuốc nói chung. Nó có thể được áp dụng cho các trường hợp khác như thuốc điều trị ung thư hoặc thuốc điều trị các bệnh thoái hóa thần kinh mà trước đây không hề có phương pháp điều trị. Đây sẽ là một hy vọng lớn cho ngành y học hiện đại. Hy vọng thông tin hữu ích với quý bạn đọc.
XEM THÊM:
