Lần đầu tiên các nhà khoa học sử dụng virus được thiết kế bởi AI gọi là thực khuẩn thể, để điều trị một bệnh nhân bị nhiễm trùng vi khuẩn nguy hiểm.

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 nay 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 điều này chưa được thẩm định hoặc công bố trên tạp chí khoa học, lãnh đạo công ty cho biết thử nghiệm đã được cấp phép Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Mỹ (FDA). "Chúng tôi dự định công bố phát hiện khoa học của mình trên tạp chí chuyên ngành lớn, nhưng công việc khai các chi tiết lâm sàng sau này đều cần thiết đồng ý từ bệnh nhân hoặc cơ quan có thẩm quyền", Eric Nguyễn, 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 thuốc 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 có thể tồn tại từ một thế kỷ trước. Chosun Daily cho biết, virus sẽ bám vào bề mặt vi khuẩn rồi sống vật chất di truyền của nó vào bên trong. Tại đây, đoạn mã di truyền sẽ nhân lên liên tục, gây vi khuẩn bị căng phồng, đứt gãy và chết. Thực khuẩn có 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 phúc vào mục tiêu cực kỳ chính xác mà không làm thám hiểm thương các tế bào lành lặn khác trong cơ thể.

Hiện nay, khi vấn đề 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 việc dùng thuốc uống. Mỗi loại thực khuẩn có thể chỉ tiêu diệt một số vi khuẩn định định nhất. 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 lùng thực khuẩn thể rất khiêm tốn thời gian.

Một số nhà nghiên cứu nỗ lực vượt qua rào cản 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 mới có khả năng tùy chỉnh để chống vi khuẩn gây nhiễm trùng cho bệnh nhân.

Năm 2025, nhóm nghiên cứu tại Viện Arc ở Palo Alto, California đã tạo ra mô hình AI Evo 2 và huấn luyện nó trên hàng triệu chuỗi ADN, bao gồm cả gen của thực khuẩn thể. Họ yêu cầu Evo 2 tạo ra những bộ gen mới tương tự bộ gen của một nhóm virus chuyên diệt vi khuẩn. Kết quả AI tạo ra 700.000 bộ gen virus. Các nhà nghiên cứu đã tổng hợp phân tử ADN từ 285 bộ gen và cấy vào vi khuẩn. Họ đã phát hiện ra 16 bộ gen tạo ra các loại virus có khả năng sống sót.

Ba thành viên trong nhóm Evo, bao gồm tiến sĩ Nguyen, left 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 có 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 gen. Radical Numerics đang sử dụng Omnii để giải quyết một loạt công thức, bao gồm bao thiết kế vắc xin ung thư và nhận biết vi rút cơ hội nguy hiểm gây ra đại dịch. Trong số những nỗ lực này có những thử nghiệm đầu tiên về liệu pháp thực khuẩn có thể thực hiện thiết kế AI.

Các nhà nghiên cứu đã tạo ra một số biến thể của thực vật cư trú T7. Loại virus này chỉ tấn công vi khuẩn E. coli này có kiểu dáng tương tự như tàu đổ bộ Mặt Trăng thu nhỏ với vỏ bọc protein hình cầu chứa ADN, đặt trên 6 chân thông ra xung quanh. Để tấn công vi khuẩn, T7 sẽ đáp ứng xuống bề mặt vi khuẩn đó, dùng các chân để bám chặt vào vị trí, rồi gói ADN của nó vào bên trong tế bào vi khuẩn. Tiến sĩ Nguyễn và đồng nghiệp cho biết Omnii tạo ra những gen 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 lan nhiễm 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 trùng E. coli dai dai do vi khuẩn không chỉ phản kháng sinh mà tất cả thực khuẩn có thể có sẵn. Họ huấn luyện Omnii với thông tin về chủng loài và yêu cầu thiết kế T7 với các chi có thể bám vào vi khuẩn. AI đưa ra bộ gen cho virus mới và các nhà khoa học tạo ra phân tử ADN tương thích 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 an toàn virus, Radical Numerics giới thiệu nó với các bác sĩ và FDA đã cấp phép tiến hành thử nghiệm.

Phương pháp điều trị vi khuẩn 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 giải quyết vấn đề phòng nhiễm trùng tái phát. Do đó, cần phải đợi một thời gian để xác định virus Omnii thiết kế có hoạt động tốt hay không.

Nếu thử nghiệm thành công, Radical Numerics hy vọng có góp phần cung cấp nhanh liệu pháp thực tế diệt khuẩn bằng cách rút ngắn đáng kể thời gian tạo ra virus mới phù hợp với đặc tính nhiễm trùng của từng bệnh nhân.

An Khang tập hợp