TRƯỜNG ĐẠI HỌC VĂN LANG

Sàng lọc ảo thuốc trên máy tính

Lê Thị Thu Hường sinh năm 1984 tại Yên Bái. Từ nhỏ chị rất chăm học và đến năm 2003, khi học hết năm thứ nhất Đại học Dược Hà Nội, chị đã giành được học bổng tại Cuba. Biết đây là cơ hội hiếm có, bởi Cuba là nước có nền y dược rất phát triển, chị nhanh chóng quyết định đến Cuba học tập.

TS. Lê Thị Thu Hường

Tại Cuba, chị chuyên tâm học tập, nghiên cứu khoa học rồi tốt nghiệp loại xuất sắc. “Thời gian đầu mới sang Cuba, chúng tôi gặp vô vàn khó khăn do có quá nhiều sự khác biệt về văn hóa, ngôn ngữ, điều kiện sống. Tuy nhiên, tôi quyết không phụ lòng tin của gia đình, nhà trường dành cho mình nên cố gắng từng bước khắc phục khó khăn”, TS. Hường chia sẻ.

Năm 2009, Lê Thị Thu Hường là sinh viên nước ngoài duy nhất được nhận học bổng của Chính phủ Cuba và tiếp tục học lên Tiến sĩ Khoa học Dược. Trong quá trình học tập, chị đã trợ giảng cho các Giáo sư trong trường để tích lũy kinh nghiệm. Năm 2012, chị bảo vệ thành công luận án tiến sĩ chuyên ngành Hóa Tin Dược.

Khi còn đi học, chị tìm hiểu thì được biết, trong quy trình sản xuất dược, các nhà khoa học phải nghiên cứu, sàng lọc, tìm các hoạt chất phù hợp rồi mới phát triển thành thuốc. Có khi phải sàng lọc 1.000 hoạt chất mới có được 1 hoạt chất phù hợp rồi mới tiến hành các thử nghiệm trên tế bào, động vật và cuối cùng là trên người. Nếu đạt tiêu chuẩn thì mới được đưa ra thị trường. Tuy nhiên, chỉ một giai đoạn thất bại, thì phải làm lại từ đầu.

Vì vậy, để đưa một hoạt chất mới ra thị trường, mỗi hãng dược phải tốn khoảng 15 năm, với chi phí từ 800 triệu USD đến 1,7 tỉ USD. Do đó, mỗi năm trên thế giới hơn 3 triệu hợp chất được tổng hợp và thử hoạt tính sinh học, trong số đó chỉ 30 hợp chất được lựa chọn phát triển thành thuốc và chỉ có từ 1 đến 3 hợp chất thành công.

Đối với các nước đang phát triển như Việt Nam, tỉ lệ sàng lọc thành công một hợp chất rồi phát thành thuốc rất thấp. Vì vậy, chị luôn trăn trở làm thế nào để khắc phục những điểm yếu trong nghiên cứu phát triển thuốc chữa bệnh. “Tôi luôn ước mơ một ngày nào đó mình sẽ tìm ra phương pháp để tiết kiệm thời gian, và tiền bạc trong quá trình sản xuất thuốc. Nhất là trong điều kiện ngày càng xuất hiện nhiều bệnh lạ và vấn đề kháng thuốc”, T.S Hường chia sẻ.

Tháng 11.2013, TS. Hường về công tác tại khoa Y Dược - ĐH QGHN, nên có điều kiện thực hiện ước mơ của mình. Chị tiếp tục nghiên cứu và phát triển các mô hình “sàng lọc ảo thuốc trên máy tính”, mà trước đó đã cùng với các giáo sư ở Cuba nghiên cứu. Sau hơn 1 năm, chị đã thực hiện thành công. Mọi công việc như tìm kiếm các hợp chất hóa học có tác dụng sinh học làm chất dẫn đường, tối ưu hóa cấu trúc tăng hoạt tính, dự đoán và các đặc điểm dược động học, độc tính của thuốc... sẽ được thực hiện qua mô hình trên máy tính.

Khó khăn mấy ai hiểu

Theo TS. Hường, ưu điểm của mô hình này là dự đoán được hoạt chất đó có khả năng ức chế được bệnh hay không. Thực tế, sau khi được giải phóng ra khỏi dạng bào chế, thì số phận của thuốc trong cơ thể hoàn toàn phụ thuộc vào cấu trúc hóa học của chúng. Khi làm việc với cấu trúc hóa học này, thì khâu đầu tiên đã có thể biết được quả, thay vì áp dụng phương pháp thông thường là “thử - lỗi - làm lại” thì cực kỳ tốn kém.

Ngoài ra, ngay từ những bước đầu của quá trình nghiên cứu và phát triển thuốc, các tính chất dược động học và độc tính đã được quan tâm. Do đó, giảm rất nhiều rủi ro khi thuốc đi vào các pha tiếp theo của quá trình nghiên cứu và phát triển. “Với hướng nghiên cứu này chúng ta có thể sàng lọc các hoạt tính sinh học của thuốc trên máy tính trước khi thực nghiệm. Phương pháp này cũng có thể giúp phát triển thuốc mới có nguồn gốc là các thuốc hiện dùng nhờ dựa vào những đặc tính hiện có, giúp doanh nghiệp tiết kiệm hàng chục triệu USD”, TS. Hường cho biết.

Cũng theo TS. Hường: Đây là một lĩnh vực mới được gọi là Hóa tin dược, tức sử dụng các kiến thức về công nghệ thông tin để giải các bài toán hóa học, áp dụng trực tiếp trong quá trình nghiên cứu và phát triển thuốc mới. Cách tiếp cận này ngày càng trở nên phổ biến, đến mức hiện nay không một thuốc mới nào được phát triển mà không có sự trợ giúp ít hay nhiều của các phương tiện máy tính. Châu Âu đang hướng tới việc phát triển các mô hình máy tính thay thế cho việc sử dụng các mô hình trên động vật.

Hiện tại, TS. Hường đang tiếp tục phát triển các mô hình tìm kiếm các hợp chất dẫn đường mới, cũng như thiết kế các hợp chất mới, lựa chọn các cấu trúc có tiềm năng trở thành thuốc, nghiên cứu cơ chế tác dụng, cơ chế kháng thuốc. Ngoài ra, mô hình này có thể được sử dụng để phát hiện các hợp chất dẫn đường trên các đích sinh học khác nhau, đặc biệt là các bệnh đang được quan tâm hiện nay như HIV, cúm gia cầm, sốt rét, ung thư hay các bệnh ký sinh trùng...

Trên thế giới đã có tương đối nhiều nghiên cứu xây dựng mô hình này. Tuy nhiên ở Việt Nam, có rất ít tài liệu. Do đó, khi thực hiện nghiên cứu này, TS. Hường phải tự mày mò tìm hiểu các tài liệu về hóa học, sinh học, toán học trong và ngoài nước, rồi kết nối với các giáo sư ở Cuba để có thêm tư liệu. Hơn nữa, do chỉ có một mình làm nên chị rất vất vả. Nhiều hôm chị thức đến 4h sáng mới được đi ngủ, thậm chí là trắng đêm. Bởi máy tính sàng lọc hoạt chất đang chạy không thể dừng lại được. Cũng có trường hợp mô hình chạy liên tục 2-3 ngày, khiến chị cũng phải liên tục theo dõi mà chẳng được nghỉ ngơi.

T.S Hường sẻ: “Phụ nữ làm khoa học luôn gặp phải rất nhiều khó khăn, do ngoài công việc, còn nhiều gánh nặng cuộc sống và gia đình. Tôi may mắn luôn có được sự ủng hộ của gia đình, đặc biệt là chồng và mẹ chồng, nên có thể toàn tâm theo đuổi ước mơ nghiên cứu của mình”.

Tạo một bước đột phá trong y dược Việt Nam

Là một phụ nữ, chị Hường cũng hiểu những lo âu, thắc mắc của chị em trong việc chăm sóc sức khỏe, cũng như làm đẹp. Vì vậy, sau thành công của đề tài trên, chị đã bắt tay vào nghiên cứu một số đề tài về mỹ phẩm làm đẹp từ hợp chất thiên nhiên, như phát triển thuốc chống nám, làm trắng da.

Chị bật mí, chỉ 1-2 tháng nữa sẽ cùng đồng nghiệp sẽ cho ra đời sản phẩm làm đẹp từ nghệ. Đó là sản phẩm Nano Curcumin được bào chế dưới dạng sủi. Chị Hường cho biết, Curcumin rất tốt cho cơ thể. Tuy nhiên, rào cản lớn nhất là không tan, do đó không hấp thu được. Khi áp dụng công nghệ Nano sẽ tăng hấp thu lên tới 90%. Đặc biệt, khi được bào chế dưới dạng sủi, sẽ tăng cường hấp thu tối đa Curcumin do sản phẩm không phải trải qua quá trình rã và giải nén. Không những thế, dạng dung dịch nên có thể được hấp thu trên toàn bộ đường tiêu hóa vì ở dạng dung dịch, khi đến dạ dày, không gây kích ứng dạ dày.

Ngoài ra, viên sủi không sử dụng chất bảo quản hay màu thực phẩm. Đặc biệt, sản phẩm này nguồn nguyên liệu đảm bảo hoàn toàn từ Việt Nam trồng theo tiêu chuẩn VietGAP. Vì vậy, tất cả các khâu của quy trình được kiểm soát nghiêm ngặt. Không những thế, chị không sử dụng đường hóa học mà sử dụng đường từ cỏ ngọt. Đây là loại đường không sinh năng lượng và đắt hơn đường hóa học hàng chục lần. Do đó, các bệnh nhân tiểu đường, người ăn kiêng có thể sử dụng được. Hiện tại, sản phẩm trên đã được Cục An toàn thực phẩm (Bộ Y tế) cấp số đăng ký chất lượng và chị đang cùng các cộng sự chuẩn bị những khâu cuối cùng để ra mắt.

Hiện nay, các nước phát triển về y dược đã thực hiện các kỹ thuật sàng lọc hiệu năng cao và hóa tổ hợp, nhưng kết quả mang lại cũng rất thấp. Do đó, chị Hường đã theo các giáo sư đầu ngành của Cuba tiếp cận với một phương pháp mới, thiết kế và sàng lọc hợp chất trên máy tính trước khi tiến hành các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm.

“Các nhà khoa học đánh giá, sản phẩm mới là bước đột phá trong y dược Việt Nam. Bởi trên thế giới, chỉ có Mỹ là nước đầu tiên điều chế thành công viên sủi Nano Curcumin từ nghệ và Việt Nam sẽ là nước thứ 2 làm được điều này. Trong thời gian tới, tôi cùng đồng nghiệp sẽ tiếp tục nghiên cứu, nhằm tạo ra sản phẩm hoàn toàn có nguồn gốc từ thiên nhiên Việt Nam với chất lượng quốc tế để chăm sóc sức khỏe người Việt Nam”.

THUỲ HƯƠNG (theo Lao động)