Với đại dịch hiện nay, một mối đe dọa nghiêm trọng khác đối với sức khỏe cộng đồng đã xuất hiện - sự gia tăng của "siêu vi khuẩn" kháng thuốc kháng sinh. Vì vậy, kháng sinh mới là cần thiết, nhưng sự phát triển của chúng cần có thời gian. Công ty Nghiên cứu của IBM đã áp dụng trí tuệ nhân tạo (AI) vào nhiệm vụ này, rất nhanh chóng thu được hai ứng cử viên thuốc mới đầy triển vọng.
Giống như tất cả các sinh vật, vi khuẩn tiến hóa để đáp ứng với những thay đổi trong môi trường của chúng, vì vậy khi chúng ta bơm thuốc vào cơ thể, chỉ là vấn đề thời gian trước khi một số chúng tìm ra cách tự bảo vệ mình. Nếu có đủ thời gian và sử dụng kháng sinh, những vi khuẩn duy nhất sẽ vẫn là những vi khuẩn có khả năng kháng thuốc về mặt di truyền.
Các nhà khoa học dự đoán rằng nếu không có thuốc kháng sinh mới hoặc các phương pháp điều trị khác vào năm 2050, một khi các bệnh nhiễm trùng nhỏ có thể bắt đầu cướp đi sinh mạng của 10 triệu người mỗi năm. Việc phát triển các loại thuốc mới mất nhiều năm và liên quan đến rất nhiều thử nghiệm và sai lầm. May mắn thay, đây chính xác là loại công việc mà AI vượt trội, vì vậy IBM đã phát triển một hệ thống mới để xử lý các con số cho chúng ta.
Một nhóm nghiên cứu của IBM đã tạo ra một hệ thống trí tuệ nhân tạo khám phá toàn bộ không gian của các khả năng cho các cấu hình phân tử nhanh hơn nhiều. Đầu tiên, các nhà nghiên cứu bắt đầu với một mô hình - một bộ mã tự động tạo gen sâu - về cơ bản kiểm tra một số trình tự peptit, thu thập thông tin quan trọng về chức năng của chúng và các phân tử mà chúng được tạo thành, đồng thời tìm kiếm những điểm tương đồng với các peptit khác.
Sau đó, một hệ thống được gọi là Lấy mẫu không gian thuộc tính tiềm ẩn có kiểm soát (CLaSS) được áp dụng. Hệ thống này sử dụng dữ liệu thu thập được và tạo ra các phân tử peptit mới với các đặc tính mong muốn cụ thể. Trong trường hợp này, đó là hiệu quả kháng khuẩn.
Nhưng tất nhiên, khả năng tiêu diệt vi khuẩn không phải là yêu cầu duy nhất đối với một loại kháng sinh - nó còn phải an toàn cho con người và lý tưởng nhất là có tác dụng chống lại một loạt các loại vi khuẩn. Do đó, các phân tử do AI tạo ra sau đó được chuyển qua các bộ phân loại học sâu để loại bỏ các kết hợp không hiệu quả hoặc độc hại.
Trong vòng 48 ngày, hệ thống AI đã xác định, tổng hợp và thử nghiệm với 20 ứng cử viên kháng sinh peptide mới. Đặc biệt, hai trong số chúng có triển vọng đặc biệt - chúng rất hiệu quả trong việc chống lại một số loại vi khuẩn. Chúng cũng có độc tính thấp trong nuôi cấy tế bào và thử nghiệm trên chuột.
Riêng hai ứng cử viên kháng sinh mới này đã đủ thú vị, nhưng quá trình mà chúng được phát hiện mới là bước đột phá thực sự. Có thể phát triển và thử nghiệm các loại thuốc kháng sinh mới nhanh chóng và hiệu quả hơn có thể giúp ngăn ngừa viễn cảnh ác mộng quay trở lại thời kỳ của thuốc kháng sinh.
Đọc thêm:
- Xiaomi đã mua CVITEK, một nhà phát triển công nghệ trí tuệ nhân tạo
- Năm cách trí tuệ nhân tạo có thể giúp chúng ta khám phá không gian