Theo New York Times công ty khởi nghiệp Radical Numerics mô tả chi tiết quá trình phát triển virus trong báo cáo kỹ thuật đăng trên trang web công ty hôm 20/10. Họ từ chối cung cấp thông tin về bệnh nhân cũng như bác sĩ tiến hành thử nghiệm với lý do bảo mật.
Theo Futurism, tuy báo cáo này chưa qua thẩm duyệt hoặc công bố trên tạp chí khoa học, lãnh đạo công ty cho biết thử nghiệm đã được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Mỹ (FDA) cấp phép. "Chúng tôi dự định công bố phát hiện khoa học của mình trên tạp chí chuyên ngành, còn việc công khai các chi tiết lâm sàng sau này đều cần sự đồng ý từ bệnh nhân hoặc cơ quan có thẩm quyền", Eric Nguyen, giám đốc điều hành Radical Numerics, chia sẻ.
Nếu thành công, thí nghiệm sẽ mở ra một hướng đi mới để ứng dụng AI vào y học, giúp đưa ra phác đồ điều trị riêng cho từng bệnh nhân nhằm tiêu diệt cả những vi khuẩn kháng thuốc cứng đầu nhất.
Virus do AI thiết kế có thể mới nhưng liệu pháp sử dụng thực khuẩn thể đã tồn tại từ hơn một thế kỷ trước. Chosun Daily cho biết, virus sẽ bám vào bề mặt vi khuẩn rồi bơm vật chất di truyền của nó vào bên trong. Tại đây, đoạn mã di truyền sẽ nhân lên liên tục, khiến vi khuẩn bị căng phồng lên, vỡ ra và chết. Thực khuẩn thể thu hút nhiều sự chú ý như một phương pháp điều trị mới thay thế kháng sinh để diệt siêu vi khuẩn kháng thuốc nhờ khả năng nhắm vào mục tiêu cực kỳ chính xác mà không làm tổn thương những tế bào lành lặn khác trong cơ thể.
Hiện nay, khi vấn đề kháng kháng sinh ngày càng trầm trọng trên toàn cầu, phương pháp điều trị này đang hồi sinh, nhưng khó tiến hành hơn nhiều so với dùng thuốc uống. Mỗi loại thực khuẩn thể chỉ tiêu diệt được một số chủng vi khuẩn nhất định. Vì vậy, khi có một loại, các bác sĩ phải kiểm tra xem nó có thực sự hiệu quả với tình trạng nhiễm trùng của bệnh nhân hay không. Tiến sĩ Marisa Azad, bác sĩ bệnh truyền nhiễm tại bệnh viện Ottawa ở Canada, người đang hợp tác với Radical Numerics, thừa nhận công cuộc săn tìm thực khuẩn thể rất tốn thời gian.
Một số nhà nghiên cứu nỗ lực vượt qua rào cản đó bằng cách tìm kiếm loại thực khuẩn thể mới trong đất và nước. Nhưng sự ra đời của AI thúc đẩy ý tưởng thiết kế thực khuẩn thể mới có khả năng tùy chỉnh để chống lại vi khuẩn cụ thể gây nhiễm trùng cho bệnh nhân.
Năm 2025, nhóm nghiên cứu tại Viện Arc ở Palo Alto, California tạo ra mô hình AI Evo 2 và huấn luyện nó trên hàng triệu chuỗi ADN, bao gồm cả gene của thực khuẩn thể. Họ yêu cầu Evo 2 tạo ra những bộ gene mới tương tự bộ gene của một nhóm virus chuyên diệt vi khuẩn. Kết quả, AI tạo ra 700.000 bộ gene virus. Các nhà nghiên cứu đã tổng hợp phân tử ADN từ 285 bộ gene và cấy vào vi khuẩn. Họ phát hiện 16 bộ gene tạo ra các virus có khả năng sống sót.
Ba thành viên trong nhóm Evo, bao gồm tiến sĩ Nguyen, rời đi để thành lập Radical Numerics. Vào tháng 6, công ty ra mắt mô hình AI mới mang tên Omnii, hoạt động dựa trên một số nguyên tắc tương tự Evo. Không chỉ giới hạn ở ADN, Omnii có thể được huấn luyện dựa trên các khía cạnh sinh học khác như cấu trúc protein và phân tử giúp bật/tắt hoạt động của gene. Radical Numerics đang sử dụng Omnii để giải quyết một loạt thách thức, bao gồm thiết kế vaccine ung thư và nhận diện nguy cơ virus gây ra đại dịch. Trong số những nỗ lực này có cả thử nghiệm đầu tiên về liệu pháp thực khuẩn thể do AI thiết kế.
Mô phỏng thực khuẩn thể do AI thiết kế tấn công vi khuẩn kháng kháng sinh. Ảnh: Radical Numerics
Các nhà nghiên cứu tạo ra một số biến thể của thực khuẩn thể T7. Loại virus chỉ tấn công vi khuẩn E. coli này có hình dáng giống tàu đổ bộ Mặt Trăng thu nhỏ với vỏ bọc protein hình cầu chứa ADN, đặt trên 6 chân chìa ra xung quanh. Để tấn công vi khuẩn, T7 sẽ đáp xuống bề mặt vi khuẩn đó, dùng các chân để bám chặt vào vị trí, rồi bơm ADN của nó vào bên trong tế bào vi khuẩn. Tiến sĩ Nguyen và đồng nghiệp cho biết Omnii tạo ra những gene virus mới thay đổi hình dạng chân của T7. Dù một số chân mới khác biệt đáng kể so với chân tự nhiên, thực khuẩn thể của Omnii vẫn có thể lây nhiễm sang vi khuẩn.
Khi chắc chắn phương pháp đã thành công, nhóm nghiên cứu đã hợp tác với bác sĩ điều trị cho một bệnh nhân bị nhiễm E. coli dai dẳng do vi khuẩn không chỉ kháng kháng sinh mà tất cả thực khuẩn thể có sẵn. Họ huấn luyện Omnii với thông tin về chủng kháng và yêu cầu nó thiết kế T7 với chân có thể bám vào vi khuẩn. AI đưa ra bộ gene cho virus mới và các nhà khoa học tạo ra phân tử ADN tương ứng và chèn vào vi khuẩn. Vi khuẩn bị lây nhiễm tạo ra thực khuẩn thể T7 có khả năng tấn công và tiêu diệt hiệu quả các vi khuẩn khác. Sau khi kiểm tra để đảm bảo virus an toàn, Radical Numerics giới thiệu nó với các bác sĩ và FDA đã cấp phép tiến hành thử nghiệm.
Liệu pháp thực khuẩn thể có thể kéo dài vài ngày hoặc vài tuần, và bác sĩ thường theo dõi tình trạng bệnh nhân của họ trong nhiều tháng để đề phòng nhiễm trùng tái phát. Do đó, cần chờ một thời gian để xác định virus do Omnii thiết kế có hoạt động tốt hay không.
Nếu thử nghiệm thành công, Radical Numerics hy vọng có thể góp phần đẩy nhanh liệu pháp thực khuẩn thể bằng cách rút ngắn đáng kể thời gian tạo ra virus mới phù hợp với đặc điểm nhiễm trùng của từng bệnh nhân.
An Khang tổng hợp