Y-Dược - Đại học Duy Tân
Những tiến bộ trong trí tuệ nhân tạo (AI) đã mở ra một kỷ nguyên mới trong khám phá thuốc, thay đổi căn bản cách các nhà nghiên cứu tiếp cận việc xác định và phát triển các hợp chất trị liệu tiềm năng. Theo truyền thống, việc phát triển thuốc là một quá trình tốn nhiều thời gian và nguồn lực, thường đòi hỏi nhiều năm nghiên cứu và thử nghiệm để đưa một loại thuốc ra thị trường. Tuy nhiên, những phát triển gần đây trong công nghệ AI hứa hẹn sẽ đẩy nhanh quá trình này theo cấp số nhân.
Một trong những tiến bộ đột phá nhất là phát triển các chương trình hỗ trợ của AI có khả năng phân tích và giải thích các cấu trúc phân tử 3D với tốc độ và độ chính xác chưa từng có. Các chương trình này sử dụng thuật toán học máy để giải mã các tương tác phân tử phức tạp, dự đoán hoạt tính sinh học và xác định các loại thuốc tiềm năng từ các thư viện hợp chất hóa học.
Đi đầu trong đổi mới này là một chương trình mới được hỗ trợ bởi AI, có thể chuyển đổi thông tin phân tử 3D phức tạp thành dữ liệu hữu ích cho các mô hình khám phá thuốc truyền thống. Khả năng này thể hiện sự thay đổi mô hình trong lĩnh vực này, vì nó cho phép các nhà nghiên cứu sàng lọc nhanh chóng và ưu tiên các loại thuốc tiềm năng dựa trên hồ sơ an toàn và hiệu quả được dự đoán của chúng.
Hình 1. Mô hình khám phá thuốc dựa trên AI [1].
Cách tiếp cận truyền thống để khám phá thuốc thường liên quan đến việc sàng lọc các thư viện các hợp chất hóa học bằng cách sử dụng các thử nghiệm thực nghiệm để đánh giá hoạt tính sinh học của chúng. Quá trình này không chỉ tốn thời gian mà còn tốn kém, với tỷ lệ tiêu hao cao do nhiều hợp chất không chứng minh được hiệu quả điều trị hoặc hồ sơ an toàn mong muốn trong các giai đoạn phát triển sau này.
Ngược lại, việc phát hiện thuốc do AI điều khiển sẽ đơn giản hóa quá trình này bằng cách tận dụng các mô hình tính toán để mô phỏng và dự đoán cách thức các loại thuốc tiềm năng sẽ tương tác với các mục tiêu sinh học. Bằng cách phân tích lượng lớn dữ liệu thu được từ cấu trúc phân tử, xét nghiệm sinh học và dữ liệu lâm sàng, thuật toán AI có thể xác định các mô hình và mối tương quan mà các nhà nghiên cứu có thể bỏ qua, từ đó hướng dẫn lựa chọn các hợp chất có khả năng thành công cao nhất.
Hơn nữa, các thuật toán AI có thể liên tục học hỏi và điều chỉnh từ dữ liệu mới, cải thiện độ chính xác dự đoán theo thời gian. Quá trình lặp đi lặp lại này không chỉ đẩy nhanh tốc độ phát triển thuốc mà còn nâng cao hiệu quả của các thử nghiệm lâm sàng bằng cách xác định các nhóm bệnh nhân có nhiều khả năng được hưởng lợi nhất từ các phương pháp điều trị thử nghiệm.
Tác động của việc khám phá thuốc dựa trên AI đã được thể hiện rõ ràng trong ngành dược phẩm. Các công ty và tổ chức nghiên cứu đang ngày càng đầu tư vào công nghệ AI để củng cố quy trình phát triển thuốc và đạt được lợi thế cạnh tranh trên thị trường. Bằng cách khai thác sức mạnh của AI, các nhà nghiên cứu có thể đẩy nhanh việc xác định các mục tiêu thuốc mới, tối ưu hóa các hợp chất và điều hướng sự phức tạp của quá trình phát triển thuốc với độ chính xác và độ tin cậy cao hơn.
Hơn nữa, các phương pháp tiếp cận dựa trên AI làm tăng khả năng tiếp cận việc khám phá thuốc của các công ty công nghệ sinh học vừa và nhỏ và các nhóm nghiên cứu học thuật. Các nền tảng dựa trên điện toán đám mây và các sáng kiến hợp tác cho phép các nhà nghiên cứu trên toàn thế giới truy cập vào các công cụ và cơ sở dữ liệu AI, tạo điều kiện thuận lợi cho sự đổi mới và chia sẻ kiến thức trong việc theo đuổi các liệu pháp mới cho các nhu cầu y tế chưa được đáp ứng.
Hình 2. Giải pháp trí tuệ nhân tạo (AI) khả thi cho ngành dược [2].
Mặc dù có nhiều đột phá mới, tuy nhiên, việc khám phá thuốc do AI điều khiển cũng đặt ra một số thách thức và cân nhắc về mặt đạo đức. Việc đảm bảo tính mạnh mẽ và độ tin cậy của các thuật toán AI vẫn là điều tối quan trọng, vì những dự đoán sai lầm có thể dẫn đến thất bại trong thử nghiệm lâm sàng tốn kém hoặc gây tổn hại cho bệnh nhân. Hơn nữa, việc tích hợp AI vào khung pháp lý và hướng dẫn đạo đức đòi hỏi phải xem xét cẩn thận để duy trì sự an toàn, quyền riêng tư của bệnh nhân và khả năng tiếp cận công bằng với các liệu pháp mới nổi.
Sức mạnh tổng hợp giữa AI và phát triển thuốc hứa hẹn sẽ giải quyết các thách thức sức khỏe toàn cầu, bao gồm các bệnh truyền nhiễm, ung thư và rối loạn thần kinh. Bằng cách khai thác sức mạnh của trí tuệ nhân tạo để mở ra những hiểu biết mới về sinh học phân tử và các biện pháp can thiệp trị liệu, các nhà nghiên cứu sẵn sàng cách mạng hóa cách chúng ta khám phá, phát triển và cung cấp các loại thuốc cứu sống bệnh nhân trên toàn thế giới.
Tóm lại, việc khám phá thuốc do AI điều khiển thể hiện một bước nhảy vọt mang tính biến đổi trong ngành dược phẩm, trao quyền cho các nhà nghiên cứu những công cụ và hiểu biết chưa từng có để tăng tốc đổi mới và cải thiện kết quả của bệnh nhân. Khi công nghệ AI tiếp tục phát triển, việc tích hợp chúng vào quy trình khám phá thuốc hứa hẹn sẽ định hình lại bối cảnh y học, mở ra một kỷ nguyên mới về khám phá điều trị và chăm sóc sức khỏe chính xác.
Tài liệu tham khảo
Tác giả: TS. Nguyễn Minh Hùng
Người duyệt bài: PGS. TS. Nguyễn Huy Thuần
Người đăng bài: TS. Nguyễn Minh Hùng