Từ 8.000 phân tử đến một ứng viên thuốc: bức tranh thật sự khắc nghiệt
Quy trình lọc phân tử hóa học trong phát triển thuốc mới là chuỗi bước sàng lọc và kiểm tra hàng nghìn cấu trúc phân tử để xác định một số ít ứng viên có hoạt tính sinh học, độ an toàn và đặc tính dược động học đủ tốt, từ đó mới có thể tiến tới thử nghiệm lâm sàng ở người và trở thành thuốc điều trị trong thực tế. Theo cách hình dung của các nhà khoa học, khoảng 8.000 phân tử giống như 8.000 chiếc chìa khóa được tạo ra và kiểm tra để tìm ra một chiếc chìa khóa duy nhất vừa khít ổ khóa mang tên thử nghiệm lâm sàng. Nếu không hiểu mức độ khắc nghiệt này, chúng ta dễ lầm tưởng rằng chỉ cần "tìm ra một phân tử mới" là gần như đã có thuốc. Thực tế, tỉ lệ thành công thấp đến mức mỗi ứng viên đi được đến cửa thử nghiệm đã là một chiến thắng khoa học.
Không gian hóa học: mở rộng bản đồ, tăng cơ hội tìm phân tử đúng
Điểm cốt lõi của khám phá thuốc là mở rộng "không gian hóa học" – tức tập hợp mọi cấu trúc phân tử mà chúng ta có thể tạo ra và khảo sát. Theo GS. David MacMillan, quá trình khám phá thuốc thường mất 7–8 năm chỉ để tìm được một phân tử đủ tiềm năng bước vào thử nghiệm lâm sàng. Ông nhấn mạnh rằng nếu rút ngắn giai đoạn này xuống khoảng hai năm, ứng viên thuốc có thể bước vào thử nghiệm sớm hơn tới sáu năm. Đây không phải chi tiết kỹ thuật thuần túy, mà là thay đổi trực tiếp đến tốc độ bệnh nhân tiếp cận điều trị mới. Các phương pháp như quang xúc tác dùng ánh sáng khả kiến để tạo liên kết mới và xúc tác hữu cơ sử dụng chất xúc tác rẻ, bền vững giúp mở rộng số lượng và độ phức tạp của phân tử có thể tổng hợp. Khi bản đồ hóa học rộng hơn, xác suất tìm được phân tử có hoạt tính sinh học mong muốn cũng tăng lên.
Tạo phân tử mới chưa đủ: sàng lọc khắt khe trước thử nghiệm lâm sàng
Một sai lầm phổ biến là coi việc tổng hợp thành công một phân tử lạ là đích đến. TS. Jean Kim thẳng thắn: "Bạn có thể dành rất nhiều thời gian và công sức để phát triển một thứ mà mình tin là hoàn hảo, nhưng điều đó không phải lúc nào cũng có thể chuyển hóa thành một loại thuốc khả thi". Lý do là sau khi tạo ra, mỗi phân tử phải bước qua nhiều tầng lọc: hoạt tính sinh học có đủ mạnh không, có chọn lọc với đích tác động hay gây tác dụng ngoài ý muốn, độc tính ở mức chấp nhận được, và đặc tính dược động học – đặc biệt đường uống – có phù hợp không. Khi một phân tử thiếu độ tan, khó bào chế hay sinh khả dụng kém, các vấn đề này nếu chỉ được phát hiện ở giai đoạn muộn sẽ làm chậm cả dự án khám phá thuốc và làm lãng phí nguồn lực. Vì thế, quy trình lọc phân tử là bước sống còn trong phát triển thuốc mới, không phải thủ tục phụ.
InnovaConnect: sân chơi cho những cách tiếp cận mới trong khám phá thuốc
Để đi từ 8.000 phân tử đến một ứng viên xứng đáng thử nghiệm lâm sàng, khoa học không thể làm việc trong những "ốc đảo" tách biệt. Chuỗi InnovaConnect với chủ đề "Thúc đẩy đổi mới sáng tạo trong lĩnh vực Hóa học và khám phá thuốc" do Quỹ VinFuture tổ chức đã trở thành nơi các nhà khoa học quốc tế chia sẻ những cách tiếp cận mới, từ hóa học, vật liệu đến AI. Tại đây, GS. David MacMillan bàn về mở rộng không gian hóa học bằng xúc tác hiện đại; GS. Nguyễn Thành Vinh giới thiệu chiến lược chỉnh sửa trực tiếp các phân tử phức tạp đã có mà không cần tổng hợp lại từ đầu; TS. Jean Kim nhấn mạnh tầm quan trọng của việc đưa chuyên gia hóa dược tham gia ngay từ giai đoạn đầu để nhận diện sớm các rào cản về độ tan, bào chế và sinh khả dụng. InnovaConnect không chỉ là hội thảo, mà là điểm nối để cộng đồng cùng học cách rút ngắn con đường từ ý tưởng phân tử đến ứng viên thuốc.
Tương lai phát triển thuốc mới: mở rộng không gian và thu hẹp khoảng cách thời gian
Nhìn vào con số 8.000 phân tử cho một ứng viên, nhiều người sẽ thấy nản; nhưng đó chính là bản chất của phát triển thuốc mới, nơi thất bại là chuyện thường ngày và mỗi thành công là kết quả của hàng năm lọc phân tử hóa học khắt khe. Tin tốt là các tiến bộ trong hóa học xúc tác, chỉnh sửa phân tử ở giai đoạn muộn, vật liệu tiên tiến và AI đang cùng lúc mở rộng không gian hóa học và tăng hiệu quả sàng lọc. Nếu giới khoa học và nhà tài trợ chấp nhận đầu tư dài hạn cho hạ tầng khám phá thuốc – từ phòng thí nghiệm đến nền tảng dữ liệu – chúng ta có thể kỳ vọng thời gian từ ý tưởng phân tử đến thử nghiệm lâm sàng sẽ rút ngắn đáng kể. Kết luận hợp lý không phải là "quá khó nên bỏ cuộc", mà là: muốn có thuốc mới nhanh hơn, phải chấp nhận khảo sát nhiều hơn, thông minh hơn và hợp tác chặt chẽ hơn ngay từ những phân tử đầu tiên.
