Chống kháng kháng sinh: Ý tưởng từ AI và người Neanderthal đã tuyệt chủng

(CLO) Để tạo ra các loại thuốc có khả năng chống lại vi khuẩn kháng kháng sinh, một nhóm nghiên cứu đã dùng AI để đưa kháng sinh của người Neanderthal đã tuyệt chủng trở lại từ quá khứ, trong bối cảnh mỗi năm có gần 5 triệu ca tử vong liên quan đến tình trạng kháng kháng sinh.

Mối họa từ vi khuẩn kháng kháng sinh

Theo WHO, khi thế giới phải đối mặt với gần 5 triệu ca tử vong mỗi năm liên quan đến tình trạng vi khuẩn kháng kháng sinh, sự cần thiết trong việc tìm ra các loại thuốc tiềm năng để có thể đối phó với tình trạng này là vô cùng cấp bách.

Mới đây, nhóm nghiên cứu do nhà tiên phong về công nghệ sinh học César de la Fuente dẫn đầu đang sử dụng các phương pháp tính toán dựa trên trí tuệ nhân tạo (AI) để khai thác các đặc tính di truyền từ những họ hàng đã tuyệt chủng của loài người như người Neanderthal, nhằm đưa kháng sinh của họ trở lại từ 40.000 năm trước.

chong khang khang sinh y tuong tu ai va nguoi neanderthal da tuyet chung hinh 1

Mô hình loài người đã tuyệt chủng Neanderthal. Ảnh: Getty

Qua nghiên cứu, các nhà khoa học phát hiện một số phân tử protein hoặc peptide nhỏ có khả năng chống lại vi khuẩn, điều này có thể tạo tiền đề cho các loại thuốc mới chống nhiễm trùng ở người.

Kháng sinh (như penicillin) là loại được sản xuất tự nhiên (bởi một vi sinh vật chống vi sinh vật khác), trong khi kháng khuẩn không phải kháng sinh (như sulfonamide và antiseptic) là chất được tổng hợp hoàn toàn.

Tuy nhiên, cả hai loại đều có chung mục tiêu là giết hoặc ngăn chặn vi sinh vật sinh trưởng và cả hai đều nằm trong hóa trị liệu kháng khuẩn. Các chất kháng khuẩn bao gồm thuốc sát khuẩn, xà phòng kháng khuẩn, chất tẩy hóa học; trong khi kháng sinh là loại kháng khuẩn quan trọng dùng chuyên biệt hơn trong y khoa và đôi khi trong thức ăn chăn nuôi.

Kháng sinh không có tác dụng chống lại virus gây các bệnh ví dụ như cảm lạnh hay cúm, thuốc ức chế virus được gọi là thuốc chống virus hoặc kháng virus chứ không phải kháng sinh.

“Nó cho phép chúng tôi khám phá những trình tự mới, những loại phân tử mới chưa từng được phát hiện ở các sinh vật sống, mở ra cho chúng tôi suy nghĩ rộng hơn về sự đa dạng phân tử”, tiến sĩ Cesar de la Fuente từ Đại học Pennsylvania (Mỹ), người đứng đầu nhóm nghiên cứu cho biết. “Vi khuẩn ngày nay chưa từng tiếp xúc với những phân tử mới đó, do đó đây có thể là cơ hội tốt để đối phó với các mầm bệnh khó chữa hiện nay”.

Các chuyên gia cho rằng những phát hiện mới về vấn đề vi khuẩn kháng kháng sinh là vô cùng cần thiết. “Thế giới đang phải đối mặt với cuộc khủng hoảng kháng thuốc kháng sinh... Nếu chúng ta cần quay về quá khứ để đưa ra các giải pháp tiềm năng cho tương lai  thì tôi hoàn toàn ủng hộ”, ông Michael Mahan, giáo sư khoa sinh học phân tử, tế bào và phát triển tại Đại học California (Mỹ) cho biết.

Những gợi ý từ “Công viên kỷ Jura”

Hầu hết các loại kháng sinh đều có nguồn gốc từ vi sinh vật và nấm, được phát hiện bằng cách sàng lọc các vi sinh vật sống trong đất. Nhưng trong những thập kỷ gần đây, tình trạng lạm dụng kháng sinh đã khiến các mầm bệnh phát triển khả năng kháng thuốc.

Trong thập kỷ qua, ông De la Fuente đã sử dụng các phương pháp tính toán để đánh giá tiềm năng của nhiều loại peptide có thể thay thế cho kháng sinh. Vào một ngày ở trong phòng thí nghiệm, bộ phim bom tấn “Công viên kỷ Jura” bất ngờ được đề cập, giúp nhóm nhà khoa học nảy ra ý tưởng nghiên cứu các phân tử đã tuyệt chủng. “Tại sao không mang các phân tử từ quá khứ quay trở lại?”, ông nói.

Để tìm ra các peptide chưa được biết đến trước đây, nhóm nghiên cứu đã đào tạo một thuật toán AI có khả năng nhận biết các vị trí bị phân mảnh trong protein của con người có thể có hoạt tính kháng khuẩn. Sau đó, các nhà khoa học áp dụng nó vào các chuỗi protein có sẵn công khai của người hiện đại (Homo sapiens), người Neanderthal (Homo neanderthalensis) và người Denisovan - một loài người cổ xưa khác có liên quan chặt chẽ với người Neanderthal.

Sau đó, nhóm nghiên cứu sử dụng đặc tính của các peptide kháng khuẩn trước đây để dự đoán loại peptide cổ xưa nào có khả năng tiêu diệt vi khuẩn cao nhất.

Tiếp theo, nhóm tổng hợp và thử nghiệm 69 peptide có khả năng nhất để xem liệu chúng có thể tiêu diệt vi khuẩn hay không. Nhóm nghiên cứu đã chọn ra 6 loại mạnh nhất, trong đó có 4 loại từ người hiện đại, 1 loại từ người Neanderthal và 1 từ người Denisovans.

Nhóm cho chúng tiếp xúc với những con chuột bị nhiễm vi khuẩn Acinetobacter baumannii, một nguyên nhân phổ biến gây nhiễm trùng bệnh viện ở người. (Nhiễm trùng bệnh viện là loại nhiễm trùng người bệnh mắc phải khi đang nằm điều trị trong bệnh viện mà lúc nhập viện không có).

chong khang khang sinh y tuong tu ai va nguoi neanderthal da tuyet chung hinh 2

Nhà tiên phong về công nghệ sinh học César de la Fuente của Đại học Pennsylvania cho biết, trong số 6 peptide được chọn bằng thuật toán, 1 peptide từ người Neanderthal đạt hiệu quả cao nhất trong việc chống lại mầm bệnh ở chuột bị nhiễm vi khuẩn. (Ảnh: Đại học Pennsylvania)

“Tôi nghĩ một trong những khoảnh khắc thú vị nhất là khi chúng tôi phục hồi các phân tử trong phòng thí nghiệm bằng phương pháp hóa học và sau đó lần đầu tiên chúng tôi làm cho chúng sống lại. Thật tuyệt vời từ góc độ khoa học khi chứng kiến khoảnh khắc đó”, ông De la Fuente chia sẻ.

Kết quả thí nghiệm, ở những con chuột bị nhiễm bệnh phát triển áp xe trên da, các peptide đã tích cực tiêu diệt vi khuẩn; ở con bị nhiễm trùng đùi, các peptide hoạt động kém hiệu quả hơn nhưng vẫn ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn.

“Loại peptide tốt nhất là loại mà chúng tôi gọi là Neanderthalien 1, của người Neanderthal, và đó là loại hiệu quả nhất khi thí nghiệm trên chuột”, ông De la Fuente nói.

Cần thêm nhiều nghiên cứu

Tuy nhiên, ông De la Fuente nhấn mạnh rằng không có peptide nào đủ tiêu chuẩn để “sẵn sàng dùng làm thuốc kháng sinh” mà thay vào đó sẽ cần điều chỉnh rất nhiều. Trong nghiên cứu dự kiến công bố vào năm tới, ông và các đồng nghiệp đã phát triển một mô hình học sâu mới để khám phá chuỗi protein của 208 sinh vật đã tuyệt chủng có thông tin di truyền chi tiết.

Nhóm nghiên cứu đã tìm thấy hơn 11.000 peptide kháng khuẩn tiềm năng chưa từng phát hiện trước đây chỉ có ở các sinh vật đã tuyệt chủng, đồng thời tổng hợp các peptide triển vọng nhất từ loài voi ma mút lông xù Siberia, loài bò biển Steller (một loài động vật có vú ở biển đã tuyệt chủng vào thế kỷ 18 do hoạt động săn bắn ở Bắc Cực), loài lười khổng lồ và nai sừng tấm Ailen khổng lồ (Megaloceros giganteus). Ông nói rằng các peptide mới được phát hiện có “hoạt động chống nhiễm trùng tuyệt vời” ở chuột.

Tiến sĩ Dmitry Ghilarov, trưởng nhóm tại Trung tâm John Innes ở Vương quốc Anh cho biết nút thắt trong việc tìm kiếm kháng sinh mới là loại kháng sinh này có thể không ổn định và khó tổng hợp. “Có rất nhiều loại kháng sinh peptide này không được ngành công nghiệp phát triển và theo đuổi vì những khó khăn như độc tính”, Ghilarov cho biết.

Theo một bài báo xuất bản vào tháng 5/2021, trong số 10.000 hợp chất hứa hẹn được các nhà nghiên cứu xác định, chỉ có một hoặc hai loại thuốc kháng sinh nhận được sự chấp thuận của Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Mỹ.

Tiến sĩ Monique van Hoek, giáo sư và phó giám đốc nghiên cứu tại Trường Sinh học Hệ thống của Đại học George Mason (Mỹ) cho biết rất hiếm khi một peptide được tìm thấy trong tự nhiên lại trực tiếp tạo ra một loại thuốc hoặc loại kháng sinh mới khác.

Theo bà Van Hoek, vệc phát hiện ra một peptide mới sẽ tạo ra tiền đề cho các nhà nghiên cứu, giúp họ sử dụng các kỹ thuật tính toán để mày mò và tối ưu hóa tiềm năng trở thành một loại thuốc kháng sinh mới của peptide.

Hiện bà Van Hoek đang tập trung nghiên cứu vào một peptide tổng hợp có nguồn gốc từ loại peptide tự nhiên ở cá sấu Mỹ. Hiện peptide đang được thử nghiệm tiền lâm sàng.

Bà Van Hoek nói rằng mặc dù có vẻ kỳ quặc khi tìm nguồn kháng sinh mới từ cá sấu hoặc người đã tuyệt chủng, nhưng mức độ nghiêm trọng của tình trạng vi khuẩn kháng thuốc kháng sinh khiến các nghiên cứu này trở nên đáng giá.

Hoài Phương (theo CNN)

Xem thêm

Eo biển Hormuz sắp mở trở lại, thế giới thở phào nhẹ nhõm

Eo biển Hormuz sắp mở trở lại, thế giới thở phào nhẹ nhõm

(CLO) Việc Mỹ và Iran dự kiến sẽ ký thỏa thuận chấm dứt xung đột tại Trung Đông vào ngày 19/6 tới sẽ mở đường giúp eo biển Hormuz thông suốt trở lại. Đây là một tín hiệu vui mừng với thế giới, khi tuyến đường thủy này có vai trò không thể thay thế đối với thị trường năng lượng toàn cầu.

Elon Musk vượt mốc 1000 tỷ USD, vậy ai là người đầu tiên sở hữu 1 tỷ USD?

Elon Musk vượt mốc 1000 tỷ USD, vậy ai là người đầu tiên sở hữu 1 tỷ USD?

(CLO) Ngày 12/6/2026, Elon Musk trở thành người đầu tiên trong lịch sử nhân loại sở hữu tài sản vượt mốc 1.000 tỷ USD, sau khi cổ phiếu SpaceX bùng nổ trong ngày mở cửa giao dịch. Cột mốc này gợi về một câu hỏi lịch sử: ai là tỷ phú đầu tiên của thế giới, và họ đã đến với danh hiệu đó như thế nào?

Căng thẳng Mỹ - Iran: Giữa đối đầu và thỏa hiệp

Căng thẳng Mỹ - Iran: Giữa đối đầu và thỏa hiệp

(CLO) Diễn biến mới nhất của cuộc đối đầu Mỹ - Iran cho thấy mức độ căng thẳng đang tiếp tục gia tăng khi cả hai bên đồng thời sử dụng các biện pháp quân sự nhằm tạo lợi thế trên bàn đàm phán.

World Cup 2026 và thử thách thể lực chưa từng có

World Cup 2026 và thử thách thể lực chưa từng có

(NB&CL) Khai mạc vào rạng sáng 12/6 (theo giờ Việt Nam), World Cup 2026 sẽ đặt ra những bài toán thể chất chưa từng có cho các đội tuyển tham dự: không phải riêng cái nóng, không phải riêng độ cao hay quãng đường di chuyển dài, mà là sự kết hợp của tất cả những yếu tố đó cùng một lúc.

OPEC+ nâng hạn ngạch, thị trường dầu mỏ sẽ sớm ổn định?

OPEC+ nâng hạn ngạch, thị trường dầu mỏ sẽ sớm ổn định?

(CLO) Bảy quốc gia thành viên chủ chốt của liên minh OPEC+ gồm Nga, Ả Rập Xê Út, Iraq, Kuwait, Kazakhstan, Algeria và Oman mới đây đã nhất trí nâng hạn ngạch sản lượng dầu thêm 188.000 thùng/ngày trong tháng 7/2026. Đây là bước đi tiếp theo trong lộ trình từng bước khôi phục lượng sản xuất đã được cắt giảm tự nguyện từ năm 2023 nhằm hỗ trợ giá dầu và cân bằng thị trường năng lượng toàn cầu.

Việt Nam – ASEAN: Hơn 3 thập kỷ đồng hành kiến tạo cộng đồng, cùng định hình tương lai chung

Việt Nam – ASEAN: Hơn 3 thập kỷ đồng hành kiến tạo cộng đồng, cùng định hình tương lai chung

(NB&CL) Tháng 7 năm 1995, sau rất nhiều nỗ lực, Việt Nam đã có mặt trong ngôi nhà chung ASEAN. Và chỉ 3 thập kỷ sau đó, Việt Nam đã ngày càng khẳng định vai trò trung tâm trong ASEAN, từ một thành viên “tích cực tham gia” sang một “nhân tố đồng kiến tạo,” góp phần định hình các ưu tiên chiến lược và cách tiếp cận phát triển của ASEAN.

Vì sao những lệnh ngừng bắn ở Trung Đông không hiệu quả?

Vì sao những lệnh ngừng bắn ở Trung Đông không hiệu quả?

(CLO) Ngay cả khi các bên liên tiếp tuyên bố đạt được thỏa thuận ngừng bắn, bom đạn vẫn tiếp tục rơi xuống Lebanon, Gaza và nhiều khu vực khác ở Trung Đông. Điều đó cho thấy khoảng cách rất lớn giữa những cam kết trên bàn đàm phán với khả năng thực thi trên thực địa, và xa hơn, là sự phức tạp của một khu vực hiếm khi yên bình.

Lá phiếu định hình hướng đi Armenia

Lá phiếu định hình hướng đi Armenia

(CLO) Sau cuộc bầu cử quốc hội ngày 7/6 tới, Armenia sẽ đứng trước một trong những lựa chọn chiến lược quan trọng nhất kể từ khi giành độc lập. Cuộc cạnh tranh chính trị không chỉ xoay quanh vấn đề thay đổi chính phủ hay tương quan lực lượng giữa các đảng phái, mà còn phản ánh cuộc tranh luận sâu sắc về định hướng phát triển quốc gia trong bối cảnh môi trường địa chính trị khu vực đang biến động mạnh.

Eo biển Hormuz: Từ cuộc chiến quân sự đến pháp lý

Eo biển Hormuz: Từ cuộc chiến quân sự đến pháp lý

(CLO) Eo biển Hormuz từ lâu được xem là một trong những huyết mạch hàng hải quan trọng nhất thế giới khi kết nối Vịnh Ba Tư với Ấn Độ Dương và là tuyến vận chuyển chủ yếu đối với dầu mỏ, khí tự nhiên hóa lỏng từ khu vực Trung Đông. Trong bối cảnh căng thẳng Mỹ - Iran tiếp tục leo thang, Hormuz không chỉ là điểm nóng quân sự, mà còn trở thành mặt trận mới của cuộc cạnh tranh pháp lý, tài chính và cấm vận giữa hai bên.

Nắng nóng hoành hành và lời cảnh báo về “siêu El Nino”

Nắng nóng hoành hành và lời cảnh báo về “siêu El Nino”

(NB&CL) Các nhà khoa học dự đoán thế giới đang đứng trước nguy cơ hứng chịu một đợt siêu El Nino. Trong bối cảnh đó, đợt nắng nóng đầu mùa đang hoành hành tại nhiều nơi trên thế giới càng khiến giới khoa học lo ngại hơn về khả năng các hình thái khí hậu cực đoan có thể chồng lấn trong thời gian tới.

Hạn chế ô tô vào trung tâm thành phố, phép thử với nhiều thủ đô châu Âu

Hạn chế ô tô vào trung tâm thành phố, phép thử với nhiều thủ đô châu Âu

(CLO) Tranh luận về việc có nên hạn chế ô tô vào trung tâm đô thị từng chỉ là câu chuyện quy hoạch và môi trường. Nhưng tại nhiều thủ đô châu Âu, đặc biệt là Berlin, nó đang dần trở thành phép thử chính trị mới: giữa nhu cầu đi lại, áp lực khí hậu và câu hỏi ai thực sự có quyền định hình tương lai của thành phố.

Liên minh châu Âu và Mỹ nhượng bộ để tránh đối đầu

Liên minh châu Âu và Mỹ nhượng bộ để tránh đối đầu

(CLO) Sau 5 giờ đàm phán căng thẳng, Liên minh châu Âu (EU) và Mỹ đã đạt được một thỏa hiệp thương mại quan trọng vào thứ Tư (20/5) vừa rồi, qua đó tạm thời tránh được nguy cơ bùng phát một cuộc chiến thương mại xuyên Đại Tây Dương.

Thượng đỉnh Trung - Nga và nỗ lực định hình trật tự quốc tế mới

Thượng đỉnh Trung - Nga và nỗ lực định hình trật tự quốc tế mới

(NB&CL) Chuyến thăm chính thức Trung Quốc của Tổng thống Nga Vladimir Putin (ngày 19-20/5) diễn ra trong bối cảnh môi trường quốc tế tiếp tục biến động mạnh bởi cạnh tranh chiến lược giữa các cường quốc, xung đột kéo dài tại Ukraine, căng thẳng Trung Đông và xu hướng phân cực ngày càng rõ trong quan hệ quốc tế.

Trung Đông sau những cuộc đối đầu

Trung Đông sau những cuộc đối đầu

(CLO) Những biến động kéo dài tại Trung Đông trong nhiều năm qua, đặc biệt sau vòng đối đầu quân sự Mỹ - Israel với Iran từ năm 2025, đang làm thay đổi sâu sắc tư duy an ninh của các quốc gia vùng Vịnh.

Khi không còn cường quốc nào đủ sức áp đặt luật chơi cho thế giới

Khi không còn cường quốc nào đủ sức áp đặt luật chơi cho thế giới

(CLO) Thế giới đang chuyển dịch từ một hệ thống quốc tế với những ranh giới đã được xác định sang một trật tự toàn cầu mới mà các quy tắc vẫn chưa được định hình rõ ràng. Và cuộc chiến Iran - dù không phải nguyên nhân - đang đẩy nhanh quá trình chuyển đổi này hơn bao giờ hết.

Thượng đỉnh Mỹ - Trung và tương lai trật tự kinh tế, công nghệ thế giới

Thượng đỉnh Mỹ - Trung và tương lai trật tự kinh tế, công nghệ thế giới

(NB&CL) Từ ngày 13-15/5, Tổng thống Mỹ Donald Trump có chuyến thăm cấp nhà nước tới Trung Quốc và hội đàm với Chủ tịch Tập Cận Bình. Hội nghị được xem là nỗ lực của hai bên nhằm kiểm soát bất đồng, duy trì ổn định quan hệ song phương và giảm thiểu nguy cơ đối đầu giữa hai trung tâm quyền lực lớn nhất thế giới.

Cỡ chữ bài viết: