Dùng trí tuệ nhân tạo tìm ra thuốc kháng sinh mới giúp đánh bại siêu vi khuẩn nguy hiểm

   Từ khi được tìm ra đến nay, các loại thuốc kháng sinh đã bảo vệ con người trước hàng loạt các loài vi khuẩn khác nhau và giải quyết được bài toán nhiễm trùng. Tuy nhiên, sự bảo vệ từ kháng sinh đang ngày càng suy yếu, vì xuất hiện nhiều loại siêu vi khuẩn đề kháng kháng sinh.

   “Cuộc chạy đua vũ trang” giữa con người và vi khuẩn chưa bao giờ dừng lại. Mới đây, với sự phát triển của trí tuệ nhân tạo, các nhà khoa hoa đã tìm ra loại kháng sinh mới có thể đánh bại siêu vi khuẩn.

Dùng trí tuệ nhân tạo tìm ra thuốc kháng sinh mới giúp đánh bại siêu vi khuẩn nguy hiểm

Loại thuốc kháng sinh mới được phát triển bởi trí tuệ nhân tạo

    Hiện nay, trí tuệ nhân tạo đang được sử dụng trong hầu hết các ngành nghề khác nhau. Với khả năng xử lý hàng tỷ dữ liệu trong thời gian ngắn, nó giúp cho chúng ta có thể giải quyết được công việc một cách nhanh chóng, tiết kiệm sức lao động.

   Chính vì vậy, trí tuệ nhân tạo sẽ là công cụ đắc lực trong việc phát triển các loại thuốc mới, đặc biệt là các loại thuốc kháng sinh. Đây được coi là loại thuốc khiến y học phải đau đầu nhất hiện nay.

    Kể từ khi xuất hiện đến giờ, thuốc kháng sinh giống như một tấm lá chắn giúp bảo vệ con người trước vi khuẩn và các bệnh nhiễm nhùng. Tuy nhiên, trong vòng 10 năm trở lại đây, không có bất cứ thuốc kháng sinh mới nào được tìm ra.

    Trong khi đó, các loại siêu vi khuẩn đề kháng kháng sinh ngày càng xuất hiện nhiều hơn. Đây là vấn đề rất đáng lo ngại, vì nếu không có kháng sinh, thì chỉ một vết xước nhỏ gây nhiễm trùng cũng có thể lấy mạng chúng ta.

    May mắn, mới đây, các nhà khoa học tại Đại học McMaster, Viện Broad tại MIT và Harvard đã tìm ra một loại kháng sinh mới giúp chống lại siêu vi khuẩn Actinetobacter baumanii. Phương pháp mà họ sử dụng chính là dùng trí tuệ nhân tạo.

Nghiên cứu sinh tại Đại học McMaster xác định loại thuốc kháng sinh mới (Nguồn: CNN)

   Trước hết, họ sử dụng một kỹ thuật gọi là sàng lọc thuốc thông lượng cao để nuôi cấy Acinetobacter baumanii trong các đĩa thí nghiệm. Tiếp đến, họ dành nhiều tuần để các khuẩn lạc này tiếp xúc với hơn 7.500 tác nhân, bao gồm: thuốc và thành phần hoạt chất của thuốc. Từ đây, họ đã tìm thấy 480 hợp chất có thể ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn.

   Tiếp theo, các thông tin này được đưa vào máy tính và sử dụng để đào tạo một thuật toán cho trí tuệ nhân tạo. Sau khi được đào tạo, họ tiếp tục cho hệ thống trí tuệ nhân tạo này tiếp xúc với những chất hóa học mà nó chưa từng thấy. Dựa trên những gì đã học được trong quá trình trên, trí tuệ nhân tạo sẽ dự đoán xem liệu những phân tử đó có khả năng kháng khuẩn hay không.

   Các nhà khoa học cho biết, trí tuệ nhân tạo có thể xử lý, sàng lọc mô hình hơn 6.000 phân tử, chỉ trong vòng vài giờ. Trong khi đó, nếu chỉ dùng cách trước đây, thời gian mà họ phải bỏ ra có thể từ vài năm, đến hàng chục năm. 

    Trí tuệ nhân tạo đã thu hẹp phạm vi tìm kiếm xuống còn 240 hợp chất. Sau đó, các hợp chất này được thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và rút xuống còn 9 loại có tác dụng tốt nhất. Sau khi xem xét cấu trúc từng chất, loại bỏ những chất có thể gây nguy hiểm, hoặc liên quan đến các loại kháng sinh đã biết, họ chỉ còn duy nhất 1 hợp chất.

    Hợp chất này được đặt tên là RS102895. Theo đó, hợp chất này hoạt động theo một cách hoàn toàn mới. Đó là ngăn chặn các thành phần của vi khuẩn di chuyển từ bên trong tế bào ra bề mặt của nó. Đây là điều chưa từng được thấy ở các loại kháng sinh trước đây.

    Sau đó, RS102895 được đổi tên thành Abaucin, vì nó chỉ hoạt động trên chính loại vi khuẩn Actinetobacter baumanii. “Đây cũng chính là một lợi thế của loại kháng sinh mới này” - các nhà nghiên cứu cho biết.

Thuốc kháng sinh mới được tạo bởi AI chỉ hoạt động trên A. baumanii

    Jon Stokes - một trong các tác giả nghiên cứu đã chia sẻ, Abaucin chỉ hoạt động hiệu quả với Actinetobacter, không giống với các loại kháng sinh phổ rộng. Điều này sẽ không làm ảnh hưởng đến hệ vi sinh đường ruột, hay tại các nơi khác, đồng thời làm giảm nguy cơ kháng thuốc.

Vi khuẩn Actinetobacter baumanii nguy hiểm như thế nào?

   Actinetobacter baumanii là một loại vi khuẩn gram âm, chúng có thể sống ở họng, da hay dịch tiết cơ thể. Thông thường, chúng sẽ không gây bệnh, nhưng khi gặp điều kiện thuận lợi như bị suy giảm miễn dịch thì chúng có thể gây bệnh.

    Vi khuẩn này có thể tồn tại rất lâu ở môi trường bên ngoài, đồng thời chống lại được một số các thuốc diệt khuẩn, nước tẩy rửa, nên được coi là một tác nhân nguy hiểm gây nhiễm trùng trong bệnh viện.

   Hơn hết, các nghiên cứu cho thấy, chúng còn có khả năng kháng lại hầu hết các loại kháng sinh. Ví dụ như:

• Nhóm Beta-lactam lên đến trên 80%, trong đó carbapenem cũng bị kháng cao.
• Nhóm Cephalosporin cũng bị kháng trên 70%, chỉ có Cefoperazone kết hợp với Sulbactam là tỷ lệ kháng thấp hơn, vào khoảng 60%.
• Nhóm aminosid bị kháng trên 50%.
• Nhóm Quinolon kháng trên 70%, chỉ có colistin là còn nhạy cảm, với khả năng kháng thuốc khoảng 18%.

A. baumanii có khả năng kháng lại hầu hết các loại kháng sinh

   Chính vì vậy, nếu người bệnh nhiễm loại vi khuẩn này, thì sẽ không có nhiều lựa chọn kháng sinh để điều trị. Không chỉ có vậy, ngay cả khi sử dụng loại thuốc mà vi khuẩn còn nhạy cảm thì vẫn có thể xuất hiện kháng thuốc trong suốt quá trình điều trị, vì chúng có mang gen đề kháng.

    Do đó, nguy cơ tử vong do nhiễm A. baumanii cũng khá cao. Theo đó, tỷ lệ tử vong do viêm phổi bệnh viện có thể lên đến 20 - 70%. Các nghiên cứu tại nước ngoài cũng cho thấy, cứ 4 người bệnh nhập viện bị nhiễm Actinetobacter baumannii kháng carbapenem mạnh, thì sẽ có 1 người chết trong vòng một tháng sau khi được chẩn đoán.

   Ngoài viêm phổi bệnh viện, vi khuẩn này còn có thể gây nhiễm trùng da, máu, hay đường tiết niệu khó chữa. Trung tâm kiểm soát và phòng ngừa dịch bệnh - CDC Hoa Kỳ cho biết, chống lại được vi khuẩn này là yêu cầu lớn với các loại thuốc kháng sinh mới để đưa vào điều trị.

   Vậy nên, sự phát hiện thuốc kháng sinh mới nhờ trí tuệ nhân tạo đã mở ra một hướng đi giúp giải quyết triệt để các mối lo ngại về loại vi khuẩn “cứng đầu” này.

   Các thông tin về loại thuốc kháng sinh mới này sẽ được chúng tôi đưa tin trong các bài viết tiếp theo. Mời quý độc giả cùng đón đọc!

Xem thêm

• [Cảnh báo] Lần đầu tìm thấy thành phần gây bệnh mới trong thuốc lá điện tử tại Việt Nam
• Gian nan tìm thuốc giải điều trị cho bệnh nhân ngộ độc botulinum