Các nhà nghiên cứu Đại học Stanford mới đây đã sử dụng trí tuệ nhân tạo (AI) để thiết kế những virus hoàn toàn mới có khả năng tấn công vi khuẩn. Thành tựu mở ra triển vọng phát triển các liệu pháp điều trị vi khuẩn kháng thuốc.
Trong một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science, các nhà khoa học Stanford đã sử dụng hai mô hình ngôn ngữ chuyên biệt về sinh học là Evo 1 và Evo 2 để phân tích ADN của một loại virus ăn vi khuẩn tự nhiên có tên phiX174, từ đó thiết kế các bộ gene virus chưa từng tồn tại trong tự nhiên.
Theo ông Brian Hie, nhà sinh học tính toán và đồng tác giả nghiên cứu tại Stanford, đây là bước tiến mới về mức độ phức tạp mà AI tạo sinh có thể thiết kế. Lần đầu tiên, công nghệ này được sử dụng để xây dựng một bộ gene hoàn chỉnh có khả năng tự nhân bản và thực hiện các chức năng bên trong tế bào.
Các virus được AI thiết kế thuộc nhóm thực khuẩn thể (phage) - những virus có khả năng xâm nhập và tiêu diệt vi khuẩn nhưng không tấn công tế bào người. Trong các thử nghiệm được tiến hành tại phòng thí nghiệm an toàn, một số virus mới cho thấy khả năng tiêu diệt vi khuẩn Escherichia coli hiệu quả hơn virus tự nhiên được sử dụng làm mẫu.
Thành tựu này đặc biệt đáng chú ý trong bối cảnh tình trạng kháng thuốc kháng sinh ngày càng trở thành thách thức y tế toàn cầu.
Các nhà nghiên cứu cho rằng AI có thể giúp thiết kế những virus phù hợp với từng loại vi khuẩn, qua đó mở rộng khả năng sử dụng liệu pháp "ăn vi khuẩn" để điều trị các bệnh nhiễm trùng mà thuốc kháng sinh truyền thống không còn hiệu quả.
Kết quả nghiên cứu đánh dấu sự đóng góp lớn của AI; thay vì phải chờ quá trình tiến hóa tự nhiên tạo ra những virus có khả năng tấn công một loại vi khuẩn cụ thể, AI có thể phân tích nhanh dữ liệu gene và đề xuất các cấu trúc mới. Nếu được phát triển và kiểm soát một cách có trách nhiệm, công nghệ này có thể tạo ra những phương pháp điều trị mới, góp phần giảm tác động của các bệnh nhiễm khuẩn kháng thuốc.
Tuy nhiên, giới nghiên cứu cũng bày tỏ quan ngại về an toàn sinh học và nguy cơ sử dụng cho mục đích quân sự. Theo đó, khả năng thiết kế các hệ gene mới của AI có khả năng tạo ra các biến thể sinh học mới, và về lý thuyết có thể bị lạm dụng để phục vụ nghiên cứu hoặc phát triển các tác nhân gây bệnh nguy hiểm.
Ông Kevin Esvelt, giáo sư tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT), cảnh báo rằng việc sử dụng AI để tạo ra các biến thể virus mới có thể trở thành vấn đề nghiêm trọng nếu không được kiểm soát chặt chẽ. Mặc dù vậy, giới chuyên gia cho biết những virus được thiết kế trong thí nghiệm có cấu trúc đơn giản hơn rất nhiều so với các virus gây bệnh ở người; do đó, nghiên cứu của Stanford chưa tạo ra nguy cơ an ninh tức thời.
Nghiên cứu trên vừa cho thấy bước tiến nhanh chóng của AI trong lĩnh vực sinh học, vừa đặt ra yêu cầu cấp thiết về quản trị công nghệ, kiểm soát nghiên cứu và các cơ chế bảo đảm an toàn sinh học. Khi AI ngày càng có khả năng thiết kế những hệ thống sinh học phức tạp, ranh giới giữa đổi mới y sinh và nguy cơ lạm dụng công nghệ sẽ trở thành một vấn đề chính sách ngày càng quan trọng./.
Israel phát triển vaccine mRNA đầu tiên trên thế giới chống vi khuẩn kháng thuốc
Các nhà khoa học Israel lần đầu tiên phát triển thành công vaccine mRNA chống lại vi khuẩn kháng thuốc kháng sinh, mở ra triển vọng mới trong phòng chống dịch bệnh nguy hiểm toàn cầu.
