IBM công bố công nghệ mới giúp xà phòng nhà bạn cũng có thể chống Zika, Ebola, sốt xuất huyết

Trong tương lai không xa, xà phòng trong buồng tắm nhà bạn không chỉ tiêu diệt vi khuẩn, mà còn loại bỏ các bệnh Ebola, Zika, sốt xuất huyết hay các mụn giộp. Đó là lời hứa hẹn về một loại hóa chất mới được công bố bởi IBM và Viện kỹ thuật Sinh học và Công nghệ Nano của Singapore (IBN).

Nhưng bánh xà phòng đó chỉ là một trong những ứng dụng tiềm năng cho “đại phân tử” này, theo ông James Hedrick, một trong những nhà nghiên cứu chính của dự án tại Trung tâm nghiên cứu Almaden của IBM tại San Jose, California. Nếu được ứng dụng trên dược phẩm, đại phân tử này sẽ bảo vệ các tế bào khỏi bất kỳ loại virus nào định xâm nhập vào cơ thể.

“Đó gần như là một nhiệm vụ khó khăn khi thiết kế bất kỳ loại thuốc điều trị nào cho một virus.” Ông Hedrick cho biết, vì chúng rất đa dạng. Một số sử dụng DNA để mang các cấu trúc gien của chúng, một số lại sử dụng RNA. Một số được bao bọc bởi một lớp màng, số khác thì không.

Ngoài ra, tất cả các virus đều đột biến một cách nhanh chóng, để dần vượt qua được các loại hóa chất thiết kế để tấn công chúng. Tuy nhiên, IBM và Viện IBN của Singapore đã phát minh ra một loại hóa chất để tấn công vào điều cơ bản nhất của các virus – điều mà sự đột biến không thể cứu được chúng.

Gấp ba mối đe dọa

“Chúng tôi bắt đầu suy nghĩ, làm thế nào chúng tôi có thể tiến về phía trước để tấn công virus theo một cách rất khác biệt.” Ông Hedrick cho biết. “Thay vì đuổi theo các DNA và RNA của virus, chúng tôi nhìn vào các glyco-protein bao quanh virus.”

Bất kể virus gì và nó đột biến như thế nào, nó vẫn sẽ có những chất này trên bề mặt, và chúng có các hạt mang điện âm và dương, mà một loại hóa chất có thể bám vào. Những gì các nhà nghiên cứu phát triển là một loại polymer có thể bám chặt vào virus, ngăn chặn nó móc vào các tế bào trong cơ thể người bệnh. Đó là bước một.

Một số cấu trúc của các loại virus.

Đại phân tử này còn có thể bám vào các tế bào miễn dịch như đại thực bào (như tế bào bạch cầu), ngăn chặn ở các điểm mà virus sẽ bám vào. (Nó sẽ là một loại đại phân tử khác, thay vì loại đại phân tử đã bám vào virus). Phân tử khổng lồ này sẽ được gắn kèm một loại đường được gọi là Mannose (đường Mannoza). “Với cách chúng ta nhìn vào nó, nó như một loại mật ong. Nó như một loại bám dính.” Ông Hedrick cho biết.

Về mặt kỹ thuật, nó hình thành nên các liên kết hydro với các thụ thể của Mannose trong tế bào của người. “Giờ chúng ta có thể tìm kiếm tế bào này nhanh hơn virus có thể tìm kiếm tế bào miễn dịch của bạn một cách tương đối. Và một khi chúng ta ngăn chặn được các thụ thể đó, chúng ta sẽ ngăn chặn được sự lây nhiễm.” Ông Hedrick cho biết. Hơn nữa theo một tài liệu mà các nhà nghiên cứu công bố, đường Mannose này cũng có thể ngăn chặn các ảnh hưởng độc hại của của đại phân tử này.

Nếu một virus bằng cách nào đó, vượt qua được cả hai lớp bảo vệ này, đại phân tử còn có một vũ khí khác: bản chất của nó – đối nghịch với các axit của tế bào. Nó trung hòa một số loại axit trong tế bào của người, vì vậy làm hỏng khả năng tái tạo của virus ngay cả khi nó lọt vào được bên trong tế bào. Đại phân tử này có thể được sử dụng để điều trị cho những người đang bị ốm hoặc thậm chí ngăn chặn họ khỏi sự lây nhiễm. “Nếu bạn đến những nơi như Đông Nam Á, nơi bệnh sốt xuất huyết đang hoành hành… về cơ bản bạn có thể có một loại vắc xin tạm thời.” Ông Hedrick nói.

Ông James Hedrick, một trong những nhà nghiên cứu hàng đầu của dự án.

Giả sử nó hiệu quả như các nhà nghiên cứu nói, đại phân tử này vẫn không thể kịp xuất hiện trong năm nay để ngăn chặn các dịch bệnh đang đe dọa hiện tại như Zika, Ebola và sốt Chikungunya (bệnh đi khom lưng). Nhưng điều đó sẽ không còn lâu nữa.

“Tôi cảm giác là nếu bạn công bố nó ra như một sản phẩm rửa tay thông thường, nhiều khả năng nó sẽ đi thẳng ra thị trường.” Ông Hedrick cho biết. “Nhưng nếu bạn tiếp thị nó như một loại thuốc kháng virus thật sự, tôi cho rằng sẽ mất 3, 4 hoặc có thể tối đa là 5 năm.” Để đưa đại phân tử này vào cơ thể, nơi nó tạo ra đến ba lớp bảo vệ, sẽ đòi hỏi các thử nghiệm lâm sàng kéo dài trong nhiều năm.

Vậy tại sao IBM lại nghiên cứu hóa chất chống virus?

Từ một công ty làm máy chữ và ổ cứng, giờ đang bán các dịch vụ đám mây, IBM cũng có một chút hoạt động bên ngoài liên quan đến cơ sở nghiên cứu tại Trung tâm Almaden. Chỉ một điều chưa rõ ràng là công nghệ này sẽ đi đến đâu từ nơi đây. “Rõ ràng IBM sẽ không phải là người làm việc này.” Ông Hedrick nói. “Chúng tôi sẽ hợp tác thông qua một công ty sản phẩm tiêu dùng.”

Trên thực tế, IBM cũng muốn rút tay ra và chuyển hầu hết việc phát triển loại đại phân tử này cho các đối tác kinh doanh khác (những việc như thử nghiệm trong phòng lab, thử nghiệm lâm sàng, và phát triển sản phẩm) và công ty hiện đang tìm kiếm các đối tác công nghiệp và viện hàn lâm để đưa công nghệ này ra xã hội. “Cuối cùng chúng tôi luôn muốn hợp tác với một công ty dược phẩm hoặc chăm sóc sức khỏe cá nhân.” Ông Hedrick nói. “Nhưng cho đến nay, phần lớn những sự hợp tác của chúng tôi đến từ các đối tác nghiên cứu khác nhau.”

Điện toán nhận thức - Một trong những công nghệ quan trọng cho dự án nghiên cứu này.

Một điều rõ ràng rằng hoạt động nghiên cứu sinh học rất phù hợp với IBM, vì nó liên kết với các hoạt động điện toán nhận thức của công ty: Đại phân tử được thiết kế trong một máy tính. Từ đó, nó đã được kiểm tra trong phòng thí nghiệm để chống lại các bệnh Ebola, sốt xuất huyết, Marburg, cúm, sốt Chikungunya, Enterovirus 71 - đại diện cho tất cả các loại bệnh do virus. Theo ông Hedrick, ngay cả khi virus đã đột biến, đại phân tử này vẫn tỏ ra hiệu quả.

Zika sẽ là thách thức tiếp theo cần kiểm tra, bởi vì nó rất giống với một hình thức sốt xuất huyết mà ông Hedrick đã thử nghiệm, nên ông lạc quan về khả năng kháng virus này của đại phân tử.

“Nó bắt đầu với một cảm giác bên trong và một chút may mắn.” Ông Hedrick nói. “Nhưng nó đã tiến triển khi chúng tôi bắt đầu bổ sung các thành phần điện toán nhận thức để nó tiến nhanh hơn nữa.” (Dù ông Hedrick chưa sử dụng đến nền tảng AI Watson của IBM, nhưng ông đã sử dụng các công cụ điện toán khác của IBM).

Nó là mô hình máy tính đầu tiên cho thấy các polymer sẽ bao lấy và lắp ghép với các loại virus như thế nào – chức năng quan trọng nhất để biến nghiên cứu này trở nên có thể. “Chúng tôi đã có vài năm thất vọng khủng khiếp.” Ông Hedrick cho biết. “Và sau đó là khoảnh khắc chúng tôi vui mừng, khi thấycách phân tử đang lắp ghép và tương tác như thế nào.”

Tham khảo Fastcompany