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

Châu Âu: Khi cháy rừng trở thành một tham số của nền kinh tế

Châu Âu: Khi cháy rừng trở thành một tham số của nền kinh tế

(CLO) Những đám cháy lớn liên tiếp tại Pháp và Tây Ban Nha một lần nữa phủ bóng mùa hè Tây Nam Âu. Điều đáng lo ngại không chỉ là quy mô ngày càng lớn của các vụ cháy, mà còn ở chỗ chúng đang trở thành một "tham số" mới của nền kinh tế, buộc các chính phủ và doanh nghiệp phải thay đổi cách ứng phó.

Đối thoại Nga - Mỹ: Dò đá qua sông

Đối thoại Nga - Mỹ: Dò đá qua sông

(CLO) Cuộc gặp giữa Ngoại trưởng Nga Sergey Lavrov và Ngoại trưởng Mỹ Marco Rubio bên lề Hội nghị Bộ trưởng Ngoại giao ASEAN tại Manila (Philippines) ngày 23/7 đánh dấu cuộc tiếp xúc trực tiếp đầu tiên giữa hai người sau gần một năm.

Tân Thủ tướng Anh và bài toán cân bằng giữa cải cách trong nước với quan hệ xuyên Đại Tây Dương

Tân Thủ tướng Anh và bài toán cân bằng giữa cải cách trong nước với quan hệ xuyên Đại Tây Dương

(CLO) Việc ông Andy Burnham trở thành Thủ tướng Anh đánh dấu một chương mới trong chính trường nước này sau gần 2 năm cầm quyền của Keir Starmer. Trong bối cảnh Vương quốc Anh vẫn đối mặt với nhiều sức ép từ tăng trưởng kinh tế chậm, chi phí sinh hoạt cao, bất ổn xã hội và môi trường quốc tế nhiều biến động, sự thay đổi người đứng đầu chính phủ được kỳ vọng sẽ tạo động lực mới cho cả chương trình cải cách trong nước lẫn định hướng đối ngoại.

Trí tuệ nhân tạo và sự chuyển dịch lựa chọn ngành nghề toàn cầu

Trí tuệ nhân tạo và sự chuyển dịch lựa chọn ngành nghề toàn cầu

(NB&CL) Sự phát triển nhanh chóng của trí tuệ nhân tạo (AI) đang làm thay đổi đáng kể xu hướng lựa chọn ngành học và định hướng nghề nghiệp của sinh viên trên thế giới. Nếu trước đây quyết định nghề nghiệp chủ yếu dựa trên sở thích, triển vọng việc làm hay nhu cầu nhân lực, thì hiện nay năng lực thích ứng với công nghệ, khai thác dữ liệu và làm việc cùng AI ngày càng trở thành tiêu chí quan trọng trong quá trình lựa chọn ngành nghề của thế hệ trẻ.

AI đang ‘bước ra’ khỏi màn hình, thế giới đã sẵn sàng đón nhận?

AI đang ‘bước ra’ khỏi màn hình, thế giới đã sẵn sàng đón nhận?

(CLO) Tại Trung tâm hội nghị quốc tế ở Geneva (Thụy Sĩ), một robot mang gương mặt của Mark Zuckerberg đang nháy mắt với đám đông. Chỉ vài giây sau, các khối cơ trên diện mạo của nó dịch chuyển và “biến hình” sang diện mạo của cựu Tổng thống Barack Obama. Hình ảnh mang tính biểu tượng này mở màn cho Hội nghị thượng đỉnh "AI for Good" (AI vì điều tốt đẹp), sự kiện thu hút hơn 12.000 người tham gia từ 170 quốc gia.

NATO trước bài toán hỗ trợ Ukraine

NATO trước bài toán hỗ trợ Ukraine

(CLO) Trọng tâm của Hội nghị thượng đỉnh NATO tổ chức tại Ankara, Thổ Nhĩ Kỳ (ngày 7 - 8/7/2026) không chỉ là việc tăng cường năng lực phòng thủ tập thể, mà còn là thảo luận về cơ chế duy trì hỗ trợ lâu dài cho Ukraine. Tuy nhiên, những diễn biến tại Ankara cho thấy bức tranh phức tạp hơn nhiều so với thông điệp về sự đoàn kết mà NATO muốn truyền tải.

Nắng nóng cực đoan và bài toán thích ứng của châu Âu

Nắng nóng cực đoan và bài toán thích ứng của châu Âu

(CLO) Những đợt nắng nóng cực đoan liên tiếp tại châu Âu trong những năm gần đây đang cho thấy một xu hướng đáng chú ý: các hiện tượng nhiệt độ cao không còn là những biến động khí hậu ngắn hạn, mà đang trở thành một phần của bối cảnh khí hậu mới. Nhiều quốc gia châu Âu đã ghi nhận mức nhiệt kỷ lục, gây sức ép lớn lên hệ thống y tế, năng lượng, giao thông, sản xuất nông nghiệp và đời sống xã hội.

Gió đổi chiều trong liên minh Mỹ - Israel

Gió đổi chiều trong liên minh Mỹ - Israel

(CLO) Quan hệ Mỹ - Israel, vốn được xem là một trong những liên minh bền chặt và có tính đặc thù nhất trong chính sách đối ngoại của Washington tại Trung Đông, đang bước vào giai đoạn điều chỉnh quan trọng.

Xung đột Mỹ - Iran: Thỏa thuận mong manh giữa vòng xoáy đối đầu

Xung đột Mỹ - Iran: Thỏa thuận mong manh giữa vòng xoáy đối đầu

(CLO) Tình hình xung đột giữa Mỹ và Iran tiếp tục diễn biến phức tạp sau khi Washington tiến hành các cuộc tấn công nhằm vào một số mục tiêu tại Iran, trong bối cảnh thỏa thuận ngừng bắn giữa hai nước đang đứng trước nguy cơ bị phá vỡ. Động thái này diễn ra sau vụ lực lượng Iran bị cáo buộc sử dụng máy bay không người lái tấn công một tàu thương mại treo cờ Singapore tại khu vực eo biển Hormuz.

Quan hệ giữa Mỹ và NATO: Chung thuyền, khác hướng?

Quan hệ giữa Mỹ và NATO: Chung thuyền, khác hướng?

(CLO) NATO đang bước vào giai đoạn điều chỉnh quan trọng khi phải đối mặt đồng thời với nhiều thách thức về chiến lược, nội bộ và định hướng phát triển trong bối cảnh môi trường an ninh quốc tế thay đổi sâu sắc.

Colombia trong chu kỳ chính trị mới

Colombia trong chu kỳ chính trị mới

(CLO) Colombia vừa trải qua một cuộc bầu cử tổng thống có mức độ cạnh tranh cao, phản ánh sự phân hóa sâu sắc trong đời sống chính trị - xã hội của quốc gia Nam Mỹ này.

Điều gì xảy ra sau khi Thủ tướng Anh Keir Starmer từ chức?

Điều gì xảy ra sau khi Thủ tướng Anh Keir Starmer từ chức?

(CLO) Thông tin Thủ tướng Keir Starmer tuyên bố sẽ rời nhiệm sở đang thu hút sự chú ý lớn của dư luận Vương quốc Anh và quốc tế, trong bối cảnh chính quyền do Đảng Lao động lãnh đạo đối mặt với sức ép chính trị ngày càng gia tăng.

Hội nghị thượng đỉnh G7 - Sau bức màn đồng thuận

Hội nghị thượng đỉnh G7 - Sau bức màn đồng thuận

(CLO) Nhiều ý kiến cho rằng, kết quả của Hội nghị thượng đỉnh G7 diễn ra tại Evian-les-Bains/Pháp (15-17/6) đã tạo ra những tín hiệu tích cực hơn đáng kể so với kỳ họp trước tại Kananaskis/Canada. Tuy nhiên, đằng sau bầu không khí hợp tác được cải thiện là những khác biệt chiến lược sâu sắc giữa Mỹ và các đồng minh châu Âu vẫn chưa được giải quyết.

Mỹ và Iran ký thỏa thuận chấm dứt xung đột: 'Bản thiết kế' cho hòa bình lâu dài

Mỹ và Iran ký thỏa thuận chấm dứt xung đột: 'Bản thiết kế' cho hòa bình lâu dài

(CLO) Mỹ và Iran hôm 18/6 đều xác nhận đã ký một biên bản ghi nhớ gồm 14 điều khoản nhằm chấm dứt cuộc xung đột kéo dài trong thời gian qua. Nội dung văn kiện cho thấy đây chưa phải một hiệp định hòa bình hoàn chỉnh, nhưng có thể trở thành “bản thiết kế” quan trọng để đưa hai bên từ ngừng bắn tới một thỏa thuận ổn định lâu dài hơn.

Quan hệ hợp tác ASEAN - Nga: 35 năm và những bước tiến mới

Quan hệ hợp tác ASEAN - Nga: 35 năm và những bước tiến mới

(CLO) Sau 35 năm thiết lập quan hệ đối thoại (1991-2026) và 8 năm nâng cấp lên quan hệ đối tác chiến lược, Hội nghị cấp cao ASEAN - Nga tại Kazan (Nga) từ ngày 17-19/6/2026 diễn ra trong bối cảnh môi trường chiến lược khu vực và quốc tế đang có nhiều biến động sâu sắc.

Cỡ chữ bài viết: