Phòng thí nghiệm Baudry đang sử dụng siêu máy tính để tìm các hợp chất tự nhiên liên kết hóa học với protein của virus SARS-Cov-2 nhằm ngăn chúng hoạt động. Ảnh: UAH.

Đây là lần đầu tiên siêu máy tính được sử dụng để đánh giá hiệu quả điều trị của các hợp chất tự nhiên chống lại các protein do virus SARS-CoV-2 tạo ra. Nằm trong Trung tâm Khoa học và Công nghệ Shelby của UAH, phòng thí nghiệm đang tìm kiếm tiền chất cho các loại thuốc giúp chống lại đại dịch toàn cầu bằng siêu máy tính Cray Sentinel của Hewlett Packard Enterprise (HPE).

Nhóm các nhà khoa học của UAH do nhà sinh lý học phân tử, Tiến sĩ Jerome Baudry dẫn đầu. Nghiên cứu của ông hợp tác với Trung tâm nghiên cứu sản phẩm tự nhiên quốc gia tại trường Đại học Dược thuộc Đại học Mississippi.

"Chúng tôi đã sử dụng siêu máy tính để dự đoán các hợp chất tự nhiên có khả năng liên kết với ba protein của virus SARS-CoV-2 gây ra Covid-19", Tiến sĩ Baudry nói.

"Trong số 50.000 hợp chất tự nhiên mà chúng tôi sử dụng siêu máy tính để xem xét, có hàng trăm hợp chất được dự đoán có khả năng liên kết với các protein mà chúng tôi quan tâm", ông nói.

"Chúng tôi tiếp tục tìm thấy 125 hợp chất, và điều đặc biệt thú vị là chúng liên kết được ngay với protein mà chúng tôi muốn, các hợp chất tự nhiên này lại có hồ sơ hóa học của dược phẩm", Tiến sĩ Baudry chia sẻ

Ông cho biết, các hợp chất này có các nguồn tự nhiên đa dạng. "Nhiều loại từ các cây thuốc tương đối phổ biến có thể được tìm thấy ở Mỹ, và có loại từ các cây xa hơn ở Đông Nam Á và Nam Mỹ, cũng như từ một số chủng vi khuẩn trên mặt đất và đại dương", Tiến sĩ Baudry tiết lộ.

Trong số ba protein của virus SARS-CoV-2, các nhà khoa học quan tâm đến protein tăng đột biến của Covid-19, đó là cách virus tự gắn vào một tế bào để bắt đầu quá trình lây nhiễm. Protein tăng đột biến này có mặt trên bề mặt của virus và mang lại cho virus hình dạng giống như vương miện (corona trong tiếng Latinh). Nó liên kết với một protein gọi là ACE2 trên bề mặt tế bào để bắt đầu quá trình lây nhiễm.

"Chúng tôi cố gắng tìm các hóa chất liên kết trên bề mặt protein tăng đột biến của virus và ngăn không cho nó tự khóa với ACE2 của tế bào", Tiến sĩ Baudry nói.

Trong đợt tìm kiếm này, các nhà khoa học đã tìm thấy sự tương tác của 24 hợp chất tự nhiên chống lại protein tăng đột biến, 41 hợp chất chống lại protein chính và 60 hợp chất chống lại protein PL-pro của virus SARS-CoV-2.

Các hợp chất hứa hẹn sẽ trải qua kỹ thuật tính toán được gọi là phân tích dược điển để tìm ra những gì có điểm chung và các tính năng hóa học quan trọng cho nghiên cứu trong tương lai.

Giai đoạn tiếp theo là thử nghiệm các hợp chất trong ống nghiệm với virus sống và tế bào sống. Những phân tử hóa học được tìm thấy hiệu quả nhất sẽ tạo cơ sở cho các quá trình nghiên cứu và phát triển thuốc trong tương lai. Quá trình đó cũng có thể bao gồm sửa đổi hóa học để làm cho thuốc hiệu quả hơn, dung nạp tốt hơn.

Phòng thí nghiệm UAH do Tiến sĩ Jerome Baudry đứng đầu đã công bố kết quả từ thử nghiệm nhóm 50.000 hợp chất tự nhiên đầu tiên trong số hơn 400.000 hợp chất hứa hẹn là phương pháp điều trị Covid-19. Ảnh: UAH.

Chúng ta đang cần thuốc điều trị Covid-19, như đang tìm kiếm phương pháp điều trị chống AIDS. Nhưng mọi loại thuốc vẫn đang trên con đường phát triển và thử nghiệm dài và quanh co.

"Việc tìm ra các hợp chất này thông thường sẽ mất rất nhiều thời gian và tiền bạc, nhưng với siêu máy tính, chúng tôi có thể thực hiện bước khám phá thành công ban đầu này nhanh hơn và rẻ hơn nhiều", ông Baudry nói. "Mọi thứ đang được tăng tốc cho Covid-19, vì vậy toàn bộ quá trình mất tới một thập kỷ có thể sẽ được rút ngắn".

Nhiều lô hợp chất đang được chuẩn bị để thử nghiệm bằng siêu máy tính. "Trên thực tế, có hơn 400.000 hợp chất chúng tôi muốn thử nghiệm", Tiến sĩ Byler nói.

Lê Lâm (Theo Medicalxpress)