Thí Nghiệm Trên “Chuột Ảo” Sẽ Cứu Sống Nhiều Động Vật Mỗi Năm

Khoảng giữa tháng 03/2018, Trung tâm Quốc gia về Thay thế, Tinh lọc và Giảm thiểu Thú vật trong Nghiên cứu (NC3Rs) của Anh đã trao giải thưởng quốc tế năm 2017, cho một nhóm nhà khoa học đến từ Đại học Oxford. Công trình được vinh danh là công trình về nghiên cứu sử dụng mô phỏng máy tính, thay thế cho động vật sống trong các thử nghiệm khoa học.

Từ lâu, chuột, thỏ và nhiều loài động vật khác đã được con người sử dụng để thử nghiệm độ an toàn và hiệu quả của thuốc. Nếu thử nghiệm thất bại, những con vật sẽ bị giết chết, điều này làm dấy lên mối lo ngại về đạo đức của một số nhà hoạt động xã hội.

Nhưng một số nhà khoa học đang cố gắng cứu những con vật, muốn xây dựng lên những hệ thống sinh học và sinh vật ảo để thử nghiệm thuốc. Nếu thành công, có thể giữ được sinh mạng của hơn 60,000 động vật được nuôi trong các phòng thí nghiệm mỗi năm. Chúng được sinh ra chỉ để hi sinh mạng sống, phục vụ cho các thí nghiệm của con người.

Với sự trợ giúp của phần mềm "Virtual Assay", nhóm nghiên cứu đã phát triển mô hình máy tính của tế bào tim người và chạy hàng nghìn mô phỏng để kiểm tra qua 62 chất (và 15 hợp chất được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu) xem chúng ảnh hưởng thế nào đến tế bào. Kết hợp với dữ liệu lâm sàng thực tế, mô phỏng đã có thể đoán liệu một chất có khả năng gây nguy hiểm cho tim hay không. Cụ thể, nó dự đoán chính xác tới 89% tỷ lệ gây loạn nhịp tim của các loại thuốc hoặc hợp chất. Đối chứng với thử nghiệm tương tự trên tế bào tim thật lấy từ thỏ, các nhà khoa học cho thấy dữ liệu chỉ đạt độ chính xác 75%. Các kết quả này được công bố vào tháng 9 năm ngoái trên tạp chí Frontiers in Physiology.

Tác giả chính của nghiên cứu là Elisa Passini, đến từ khoa Khoa học máy tính Đại học Oxford, cho biết ngoài các mô hình của nhóm chính xác hơn cả thử nghiệm trên động vật. Cô tin rằng một ngày nào đó, phần mềm có thể thay thế được động vật trong các thử nghiệm độc hại, và có thể cứu sống nhiều sinh mạng.

Elisa Passini cho biết: “Các chiến lược hiện nay để đánh giá độc tính tim mạch là kết hợp các nghiên cứu tiền lâm sàng sử dụng nhiều loài động vật. Mỗi năm có ít nhất 60,000 động vật được sử dụng trong các thí nghiệm sàng lọc. Và đây là chỗ các mô phỏng trên máy tính của chúng tôi có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc thay thế chúng”.

Trong lễ trao giải thưởng cho các nhà nghiên cứu Oxford Vicky Robinson, giám đốc điều hành của NC3Rs, cho biết: “Tôi rất vui mừng khi Ban hội thẩm chọn ra bài báo cáo nổi tiếng cho giải thưởng 3Rs hàng năm của chúng tôi". Giải thưởng đi kèm hơn 30,000 USD tiền mặt. Trung tâm Quốc gia về Thay thế, Tinh lọc và Giảm thiểu Thú vật trong Nghiên cứu được thành lập vào năm 2004, sau một báo cáo của Chính phủ Anh kêu gọi thành lập một tổ chức quốc gia yêu cầu minh bạch hóa việc sử dụng động vật trong thử nghiệm khoa học.

Thực tế, các mô hình máy tính đã được coi là một công cụ tiềm năng để thử nghiệm và nghiên cứu các loại thuốc mới, các căn bệnh như ung thư và rối loạn di truyền. Nhưng mô hình máy tính vẫn chưa trở thành một phần quan trọng trong nghiên cứu khoa học. Passini và nhóm nghiên cứu tin rằng phần mềm mới có thể giúp thu hẹp khoảng cách. Nó sẽ được sử dụng rất dễ dàng, kể cả đối với những nhà khoa học không phải là chuyên gia máy tính. Và không giống như các mô hình trước đây, chúng có thể cho kết quả thử nghiệm sát nhất với cơ thể con người.

Chẳng hạn như, trong nghiên cứu hiện nay, mô phỏng máy tính tạo ra 9 cấu hình khác nhau của các tế bào tim, dựa trên mức độ và khả năng vận chuyển ion qua màng tế bào của chúng. Nhóm nghiên cứu đã nhận thấy rằng một số cấu hình nhất định dường như có nguy cơ bị loạn nhịp từ các loại thuốc nhất định.

Giải thưởng NC3Rs được tài trợ bởi công ty dược phẩm GlaxoSmithKline của Anh là giải thưởng thứ 2 của Passini và bài báo cáo nghiên cứu của nhóm nhận được. Hồi năm 2017, nhóm cũng đã nhận giải Sáng tạo Công nghệ từ Hiệp hội An toàn Dược phẩm. Passini chia sẻ rằng phần mềm Virtual Assay đã được sử dụng bởi 4 công ty dược phẩm để hỗ trợ cho các nghiên cứu và thử nghiệm thuốc và an toàn thuốc của họ, bao gồm cả công ty dược Merck của Mỹ và Janssen của Bỉ. Nhóm cũng dự định sử dụng phần mềm để nghiên cứu xem thuốc có thể ảnh hưởng đến khả năng tim co bóp và máu lưu thông máu khắp cơ thể như thế nào. Nhóm nghiên cứu tại Đại học Oxford cũng bắt đầu tiến hành các nghiên cứu ảo, trong lĩnh vực tìm hiểu và điều trị đau mạn tính và bệnh đái tháo đường type 2.