Các nhà nghiên cứu MIT dùng AI tạo sinh để thiết kế hơn 36 triệu hợp chất kháng sinh mới

• Nhóm nghiên cứu MIT đã sử dụng AI tạo sinh để thiết kế các loại thuốc kháng sinh mới nhằm tiêu diệt hai loại vi khuẩn kháng thuốc nguy hiểm: Neisseria gonorrhoeae (gây bệnh lậu) và Staphylococcus aureus (MRSA).

• Hơn 36 triệu hợp chất tiềm năng đã được tạo ra bằng hai thuật toán AI: CReM (chemically reasonable mutations) và F-VAE (fragment-based variational autoencoder), dựa trên dữ liệu từ thư viện ChEMBL.

• Đối với N. gonorrhoeae, nhóm nghiên cứu bắt đầu từ 45 triệu mảnh phân tử hóa học, sàng lọc qua mô hình học máy để tìm ra khoảng 4 triệu mảnh có hoạt tính, sau đó loại bỏ những mảnh gây độc và tương tự thuốc cũ, chỉ còn lại 1 triệu.

• Hợp chất tiêu biểu có tên F1 được dùng làm nền tảng để tạo ra 7 triệu hợp chất mới. Cuối cùng, chỉ 2 hợp chất được tổng hợp thành công và một trong số đó, NG1, cho thấy hiệu quả cao trong phòng thí nghiệm và mô hình chuột bị nhiễm lậu kháng thuốc.

• NG1 hoạt động bằng cách tác động lên LptA, protein tham gia tổng hợp màng ngoài vi khuẩn – một cơ chế chưa từng được khai thác trước đó.

• Trong nghiên cứu tiếp theo với S. aureus (Gram dương), nhóm nghiên cứu để AI tự do tạo ra 29 triệu hợp chất không giới hạn, sàng lọc ra 90 hợp chất có tiềm năng.

• Trong số này, 22 hợp chất được tổng hợp, 6 hợp chất có hoạt tính mạnh và một hợp chất nổi bật tên DN1 đã chữa lành nhiễm trùng da do MRSA ở chuột.

• DN1 có thể tác động lên màng tế bào vi khuẩn nhưng không nhắm vào một protein cụ thể nào, mở ra tiềm năng mới.

• Các hợp chất NG1 và DN1 hiện đang được Phare Bio phát triển thêm để thử nghiệm tiền lâm sàng, đồng thời mở rộng nền tảng AI này sang các vi khuẩn khác như Mycobacterium tuberculosis và Pseudomonas aeruginosa.

📌 Với sự hỗ trợ của AI tạo sinh, các nhà khoa học tại MIT đã thiết kế hơn 36 triệu hợp chất kháng sinh chưa từng có, trong đó NG1 và DN1 cho thấy khả năng diệt vi khuẩn kháng thuốc cao trên mô hình chuột. NG1 nhắm vào protein LptA, còn DN1 tác động trực tiếp lên màng tế bào vi khuẩn. Những kết quả này đánh dấu bước ngoặt lớn trong thiết kế thuốc kháng sinh mới từ không gian hóa học chưa được khám phá.

https://news.mit.edu/2025/using-generative-ai-researchers-design-compounds-kill-drug-resistant-bacteria-0814