Lần đầu tiên trong lịch sử: Vaccine do AI thiết kế được thử nghiệm trên người

Suốt nhiều thập kỷ, cuộc chiến giữa con người và virus luôn mang dáng dấp của một cuộc rượt đuổi bất tận. Virus liên tục biến đổi. Vaccine liên tục phải cập nhật để theo kịp.

Cúm mùa là ví dụ rõ nhất. Mỗi năm, các nhà khoa học phải dự đoán chủng virus nào sẽ chiếm ưu thế để phát triển vaccine phù hợp. Với Covid-19, thế giới cũng đã chứng kiến nhiều đợt cập nhật vaccine khi các biến thể mới liên tiếp xuất hiện kể từ năm 2021.

Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu con người không còn phải chạy theo virus nữa? Các nhà nghiên cứu tại Đại học Cambridge cho rằng trí tuệ nhân tạo (AI) có thể giúp thay đổi hoàn toàn cách tiếp cận đó. Mới đây, nhóm nghiên cứu đã công bố kết quả thử nghiệm trên người đầu tiên đối với một loại vaccine có thành phần cốt lõi được thiết kế hoàn toàn bằng AI.

Đây được xem là cột mốc quan trọng không chỉ đối với ngành vaccine mà còn với lĩnh vực ứng dụng AI trong y sinh học.

AI không tìm cách chống một loại virus

Điều khiến nghiên cứu này trở nên khác biệt là mục tiêu của nó không phải tạo ra một loại vaccine mới chống Covid-19. Tham vọng của nhóm nghiên cứu lớn hơn nhiều.

Thay vì tập trung vào một chủng virus cụ thể, các nhà khoa học muốn tạo ra một loại vaccine có khả năng bảo vệ trước cả một họ virus. Trong trường hợp này là nhóm sarbecovirus, bao gồm virus gây ra dịch SARS, virus SARS-CoV-2 gây Covid-19 và nhiều loại coronavirus đang tồn tại trong động vật.

Đây cũng là nhóm virus mà giới khoa học lo ngại có thể tạo ra những đại dịch mới trong tương lai nếu xuất hiện hiện tượng lây truyền từ động vật sang người.

Vấn đề nằm ở chỗ virus luôn đột biến.

Khi những biến đổi tích tụ đủ nhiều, hệ miễn dịch được huấn luyện bởi vaccine cũ sẽ nhận diện kém hiệu quả hơn. Đó là lý do các loại vaccine truyền thống thường phải được cập nhật định kỳ. AI được kỳ vọng sẽ giúp giải quyết điểm yếu cố hữu này.

Máy tính tìm thứ mà virus khó thay đổi nhất

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng AI để phân tích dữ liệu di truyền từ hàng nghìn virus có quan hệ họ hàng với nhau. Mục tiêu là tìm ra những đặc điểm chung ổn định nhất, những phần gần như không thay đổi qua quá trình tiến hóa.

Nếu vaccine có thể nhắm vào những đặc điểm này, khả năng bảo vệ sẽ không còn giới hạn ở một biến thể cụ thể mà có thể mở rộng sang nhiều chủng virus khác nhau.

Nói cách khác, thay vì liên tục sửa đổi vaccine mỗi khi virus xuất hiện biến thể mới, các nhà khoa học muốn tạo ra một lớp phòng thủ có khả năng tồn tại lâu dài hơn. Những đặc điểm ổn định mà AI xác định được đã trở thành nền tảng cho loại vaccine mới.

Không dùng mRNA, không cần kim tiêm

Bên cạnh AI, công nghệ vaccine cũng có những điểm khác biệt đáng chú ý. Trong khi phần lớn công chúng quen thuộc với vaccine mRNA từ thời kỳ đại dịch Covid-19, nghiên cứu lần này sử dụng vaccine DNA.

Theo các nhà khoa học, vaccine DNA có độ ổn định cao hơn, giúp việc bảo quản và vận chuyển trở nên đơn giản hơn, đặc biệt tại các quốc gia có hạ tầng chuỗi lạnh còn hạn chế. Không chỉ vậy, loại vaccine này còn có thể được đưa vào cơ thể mà không cần kim tiêm.

Thay vào đó, một dòng chất lỏng áp suất cao sẽ đưa vaccine xuyên qua da. Cách tiếp cận này được kỳ vọng có thể giúp việc tiêm chủng trở nên thuận tiện hơn và dễ triển khai trên quy mô lớn trong trường hợp xảy ra dịch bệnh.

Đại dịch tiếp theo có thể được ngăn chặn sớm hơn?

Nếu ý tưởng vaccine phổ rộng thành công, tác động của nó có thể vượt xa Covid-19. Giới khoa học từ lâu đã theo đuổi khái niệm “vaccine phổ quát” đối với nhiều loại bệnh truyền nhiễm.

Cúm mùa là một trong những mục tiêu hấp dẫn nhất. Thay vì phải dự đoán chủng virus nào sẽ thống trị mỗi năm, các nhà nghiên cứu muốn tạo ra một loại vaccine có thể bảo vệ trước nhiều chủng cúm khác nhau cùng lúc.

Ebola cũng là ví dụ điển hình. Các đợt bùng phát gần đây tại châu Phi liên quan tới chủng Bundibugyo, một biến thể mà các vaccine hiện có chưa thể bảo vệ hiệu quả. Trong những trường hợp như vậy, việc phải phát triển vaccine mới sau khi dịch đã bùng phát khiến thời gian phản ứng bị kéo dài.

Một vaccine phổ rộng bao phủ cả họ virus có thể thay đổi hoàn toàn cách thế giới đối phó với những mối đe dọa như vậy. Thay vì đợi đại dịch xuất hiện rồi mới phản ứng, con người có thể xây dựng lá chắn từ trước.

Cột mốc quan trọng nhưng chưa phải đích đến

Dù vậy, các nhà nghiên cứu cũng nhấn mạnh rằng còn quá sớm để nói về một cuộc cách mạng vaccine.

Kết quả thử nghiệm trên người cho thấy vaccine đã kích thích cơ thể tạo ra kháng thể có khả năng nhận diện nhiều loại sarbecovirus khác nhau. Công nghệ này cũng được đánh giá là an toàn và dung nạp tốt.

Tuy nhiên, phản ứng miễn dịch ghi nhận được vẫn còn ở mức khiêm tốn. Các nhà khoa học hiện chưa biết khả năng bảo vệ kéo dài bao lâu, liệu có cần tiêm nhắc lại hay không, cũng như vaccine có thực sự ngăn ngừa được lây nhiễm trong điều kiện thực tế hay không.

Những câu hỏi đó chỉ có thể được trả lời thông qua các thử nghiệm quy mô lớn hơn trong tương lai. Một vaccine phổ quát vẫn còn cách hiện thực vài năm nữa.

Tuy nhiên, nghiên cứu lần này đã chứng minh một điều quan trọng: AI không còn chỉ là công cụ viết văn bản, tạo hình ảnh hay hỗ trợ lập trình. Lần đầu tiên, một thành phần vaccine do AI thiết kế đã được thử nghiệm trên người, mở ra khả năng sử dụng trí tuệ nhân tạo để xây dựng những lá chắn y tế chống lại các mối đe dọa mà nhân loại thậm chí còn chưa gặp phải.

Nguồn: https://vtv.vn/lan-dau-tien-trong-lich-su-vaccine-do-ai-thiet-ke-duoc-thu-nghiem-tren-nguoi-100260610144514439.htm