Đẩy mạnh nghiên cứu thuốc mới nhờ trí thông minh nhân tạo

• Trí thông minh nhân tạo sẽ thống lĩnh thị trường chứng khoán

Trong cuộc chạy đua đưa ra thị trường những loại thuốc mới hiệu quả cao, những công ty dược phẩm hàng đầu thế giới như GlaxoSmithKline (GSK) của Anh, Merck & Co (Mỹ), Sanofi (Pháp) và Johnson & Johnson (Mỹ) đặc biệt chú trọng đến trợ thủ đắc lực AI. Ví dụ mới đây nhất là hợp đồng trị giá 43 triệu USD được ký kết giữa Andrew Hopkins - giáo sư khoa tin học y tế Đại học Dundee (Anh) kiêm Giám đốc điều hành Exscientia, công ty phát triển thuốc dựa trên nền tảng AI đặt trụ sở tại Scotland - với công ty dược phẩm GSK.

Giáo sư tuyên bố chắc nịch rằng, sự hợp tác chặt chẽ giữa AI và con người giúp xác định chính xác hơn những phân tử có tiềm năng chữa bệnh mà chỉ tốn ¼ thời gian cũng như ¼ phí tổn so với mức đòi hỏi thông thường. Sự hợp tác này được Andrew Hopkins mô tả giống như sinh vật người-ngựa trong thần thoại Hy Lạp sở hữu sức mạnh cùng với sự nhanh nhẹn tuyệt vời trong chiến đấu! Nói cách khác, AI đem lại cho các nhà khoa học sức mạnh vượt trội trong nghiên cứu phát triển thành công những loại thuốc mới chất lượng cao mà giá cả không quá đắt.

Thông thường, nhà nghiên cứu phải hiểu rõ bệnh lý tác động như thế nào đến hệ sinh học con người trước khi phát triển một loại thuốc mới. Pamela Spence, nữ lãnh đạo khoa sinh học Công ty tư vấn toàn cầu Ernst & Young (EY) đặt trụ sở chính tại London (Anh), cho biết giới nghiên cứu dược phẩm coi bệnh lý là "mục tiêu" còn phân tử là "vũ khí" tấn công.

Để tìm ra thuốc mới, nhóm nhà nghiên cứu phải kiên nhẫn thử nghiệm từng cuộc chiến giữa "mục tiêu" và "phân tử" để xác định bên chiến thắng - quá trình hao tốn rất nhiều thời gian cũng như phí tổn trong khi tỷ lệ thành công lại khá thấp. Do đó, với sự trợ giúp của AI, tiến trình nghiên cứu diễn ra dễ dàng với tốc độ nhanh đáng kinh ngạc.

Một lợi ích to lớn khác là thử nghiệm thuốc được tiến hành trên siêu máy tính AI thay vì trên động vật hay con người. Thuật toán AI do Exscientia cung cấp xử lý nhanh khối lượng dữ liệu khổng lồ - từ cấu trúc bệnh cho đến tính hiệu quả của thuốc. Do đó, thời gian sẽ được rút ngắn đáng kể thay vì phải chờ đợi hàng loạt kết quả nghiên cứu đánh giá với kính hiển vi.

Theo giáo sư Andrew Hopkins, nghiên cứu dựa trên thuật toán AI cũng giúp dễ dàng tìm ra những phân tử có khả năng xử lý ổn thỏa cùng lúc 2 mục tiêu khác nhau. Ví dụ như, một loại thuốc vừa chữa bệnh ung thư vừa cải thiện hệ miễn dịch bệnh nhân. Công ty dược GSK cũng vừa mới thành lập một khoa riêng biệt tập trung nghiên cứu phát triển thuốc mới với sự hỗ trợ của công nghệ gọi là "in silico" - bao gồm AI, máy học (machine learning) và học sâu (deep learning).

Đội nghiên cứu này nằm dưới sự điều hành của John Baldoni, lãnh đạo R&D (nghiên cứu và phát triển) của GSK. Alex Zhavoronkov, giám đốc điều hành Insilico Medicine - công ty sinh học Mỹ cung cấp dịch vụ deep learning giúp các nhà sản xuất dược phẩm phát triển thuốc mới chữa trị ung thư và những bệnh liên quan đến tuổi già - bình luận: "Đây là cuộc cách mạng vĩ đại trong lĩnh vực công nghiệp sản xuất dược phẩm thế giới".

Theo số liệu từ nghiên cứu hợp tác giữa Đại học Tufs (Mỹ) và Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Mỹ (FDA), quá trình phát triển một loại thuốc mới ngốn phí tổn hơn 2 tỷ USD và phải mất thời gian nghiên cứu kéo dài thậm chí đến hơn 10 năm! Hồi tháng 5-2017, công ty Exscientia cũng ký hợp đồng với Sanofi cung cấp dịch vụ AI. Một số công ty cung cấp dịch vụ AI khác bao gồm: Berg, Numerate Inc., twoXAR và Atomwise.

Jackie Hunter, Giám đốc điều hành BenevolentBio (một nhánh của công ty nghiên cứu dược phẩm Anh BenevolentAI), cho biết công ty sử dụng phần mềm "deep learning" được vận hành trên siêu máy tính NVIDIA DGX-1 AI để phân tích nguồn dữ liệu khổng lồ và từ đó tìm kiếm những phân tử mới chữa những bệnh liên quan đến mô thần kinh mà không gây tác dụng phụ có hại đến tim hay gan.

Theo tiết lộ từ Hunter, BenevolentBio đang thử nghiệm 2 loại thuốc mới chữa căn bệnh nguy hiểm gọi là "xơ cứng cột bên teo cơ" (ALS) - dạng bệnh liên quan đến hệ thần kinh vận động gây đau đớn khủng khiếp cho bệnh nhân - một cách hiệu quả hơn và dự kiến chuẩn bị tung ra thị trường trong tương lai gần. Jackie Hunter cho biết sau khi được cấp bằng sáng chế, BenevolentBio sẽ tìm kiếm sự hợp tác từ các công ty dược phẩm khác để phát triển thuốc.