Không chỉ viết code hay tạo ảnh: AI lần đầu thiết kế thành công vắc-xin thử nghiệm trên người.
Theo trang tin Singularity Hub, lần đầu tiên, một loại vắc-xin có thành phần cốt lõi được thiết kế hoàn toàn bằng trí tuệ nhân tạo (AI) đã được thử nghiệm trên người, đánh dấu một cột mốc đáng chú ý trong lĩnh vực công nghệ sinh học và phát triển vắc-xin.
Nhóm nghiên cứu tại Đại học Cambridge đã phát triển loại vắc-xin với tham vọng vượt xa các nền tảng truyền thống: tạo ra một loại vắc-xin duy nhất có thể bảo vệ không chỉ trước tất cả các biến thể virus corona đã biết ở người, mà còn chống lại các virus corona ở dơi có họ hàng gần, những tác nhân có nguy cơ lây truyền từ động vật sang người và gây ra các đại dịch trong tương lai.
Khác với cách tiếp cận thông thường vốn tập trung vào một loại virus hoặc một biến thể cụ thể, chiến lược mới sử dụng AI để tìm ra những đặc điểm chung và ổn định giữa hàng nghìn virus cùng họ, từ đó xây dựng nền tảng cho một loại vắc-xin có khả năng bảo vệ trên diện rộng.
Từ chống biến thể đến hướng tới vắc-xin phổ quát
Các loại vắc-xin truyền thống hoạt động bằng cách huấn luyện hệ miễn dịch nhận diện một tác nhân gây bệnh cụ thể. Tuy nhiên, virus liên tục đột biến, khiến hiệu quả bảo vệ suy giảm theo thời gian. Đây là nguyên nhân khiến vắc-xin cúm phải được cập nhật hằng năm và các vắc-xin COVID-19 cũng liên tục điều chỉnh kể từ năm 2021.
Để khắc phục hạn chế này, các nhà khoa học đã tận dụng AI nhằm phân tích dữ liệu di truyền của hàng nghìn virus có quan hệ họ hàng. Thuật toán được sử dụng để xác định những vùng ít thay đổi nhất trong quá trình tiến hóa, các đặc điểm chung tồn tại ổn định giữa nhiều chủng virus khác nhau.
Nhắm vào những mục tiêu bảo tồn này đồng nghĩa với việc vắc-xin không chỉ có hiệu quả với một chủng virus ban đầu mà còn có khả năng tạo miễn dịch đối với toàn bộ một họ virus.
Đó cũng chính là cách nhóm nghiên cứu tại Cambridge tiếp cận bài toán. AI được sử dụng để quét toàn bộ họ virus sabeco, nhóm bao gồm virus gây SARS, SARS-CoV-2 gây COVID-19 cùng nhiều virus corona lưu hành ở động vật nhằm xác định các cấu trúc gần như không thay đổi trong suốt quá trình tiến hóa. Những cấu trúc này sau đó trở thành nền tảng để thiết kế vắc-xin.
Thay vì sử dụng công nghệ mRNA vốn trở nên phổ biến trong đại dịch COVID-19, loại vắc-xin mới được phát triển trên nền tảng DNA.
Theo nhóm nghiên cứu, vắc-xin DNA có độ ổn định cao hơn so với vắc-xin mRNA, giúp đơn giản hóa việc bảo quản và vận chuyển. Đây là lợi thế đáng kể đối với các quốc gia có thu nhập thấp, nơi hệ thống chuỗi cung ứng lạnh vẫn còn nhiều hạn chế.
Một điểm khác biệt đáng chú ý là phương pháp đưa vắc-xin vào cơ thể không cần sử dụng kim tiêm. Thay vào đó, một luồng dung dịch áp suất cao sẽ đưa DNA của vắc-xin xuyên qua da.
Cách tiếp cận này không chỉ giúp giảm cảm giác đau khi tiêm mà còn tạo thuận lợi cho việc triển khai tiêm chủng quy mô lớn trong các tình huống bùng phát dịch bệnh.
Tiềm năng ứng phó với các đại dịch tương lai
Giá trị lớn nhất của công nghệ này không chỉ nằm ở nền tảng DNA hay phương thức tiêm không kim, mà ở mục tiêu xây dựng một loại vắc-xin có khả năng bảo vệ trước cả những virus mà con người chưa từng gặp.
Nếu thành công, các vắc-xin phổ rộng có thể thay đổi căn bản chiến lược ứng phó với các bệnh truyền nhiễm mới nổi.
Thay vì phải chờ xác định tác nhân gây bệnh rồi mới phát triển vắc-xin phù hợp, hệ thống y tế có thể sở hữu sẵn công cụ tạo miễn dịch trên diện rộng, góp phần ngăn chặn các ổ dịch ngay từ giai đoạn đầu trước khi chúng phát triển thành đại dịch toàn cầu.
Không chỉ vậy, hướng tiếp cận này còn có thể tạo ra bước ngoặt đối với nhiều bệnh truyền nhiễm quen thuộc.
Cúm là một trong những mục tiêu ưu tiên. Virus cúm tồn tại dưới rất nhiều chủng và liên tục tiến hóa, buộc các nhà khoa học phải dự đoán chủng nào sẽ chiếm ưu thế trong từng mùa dịch.
Nếu dự đoán không chính xác, hiệu quả của vắc-xin sẽ suy giảm. Một loại vắc-xin cúm phổ quát nhắm vào các đặc điểm chung của nhiều chủng virus có thể chấm dứt cuộc chạy đua cập nhật vắc-xin diễn ra hằng năm.
Trường hợp virus Ebola cũng cho thấy tầm quan trọng của hướng nghiên cứu này. Đợt bùng phát gần đây tại Cộng hòa Dân chủ Congo và Uganda xuất phát từ chủng Bundibugyo, chủng có khả năng né tránh các loại vắc-xin hiện hành.
Trong khi các nhà khoa học vẫn phải chạy đua phát triển vắc-xin riêng cho chủng này, cộng đồng địa phương vẫn đối mặt với nguy cơ lây nhiễm cao. Chính vì vậy, một loại vắc-xin phổ rộng bao phủ toàn bộ họ virus Ebola có thể tạo ra khác biệt lớn trong các tình huống tương tự.
Kết quả thử nghiệm đầu tiên trên người
Kết quả thử nghiệm lâm sàng đầu tiên trên người đối với một loại vắc-xin được AI thiết kế ban đầu cho thấy vắc-xin DNA có khả năng kích thích hệ miễn dịch tạo ra các kháng thể có thể nhận diện nhiều loại virus sabeco khác nhau.
Đồng thời, công nghệ này được ghi nhận là an toàn và có khả năng dung nạp tốt ở người tham gia thử nghiệm.
Những kết quả này cho thấy AI không chỉ đóng vai trò hỗ trợ trong nghiên cứu mà còn có thể trở thành công cụ quan trọng để thiết kế các thế hệ vắc-xin mới có khả năng chống lại nhiều biến thể và chuẩn bị cho các nguy cơ đại dịch trong tương lai.
Bên cạnh đó, hệ thống tiêm chủng không sử dụng kim tiêm cũng mở ra khả năng đơn giản hóa quá trình phân phối và triển khai vắc-xin trên phạm vi toàn cầu.
Dù kết quả ban đầu rất đáng khích lệ, các nhà nghiên cứu cho rằng vẫn còn nhiều bước cần hoàn thành trước khi loại vắc-xin này có thể được ứng dụng rộng rãi.
Phản ứng miễn dịch ghi nhận trong nghiên cứu hiện vẫn ở mức khiêm tốn. Ngoài ra, thời gian duy trì khả năng bảo vệ cũng như nhu cầu tiêm nhắc lại vẫn chưa được xác định rõ.
Quan trọng hơn, các thử nghiệm lâm sàng với quy mô lớn hơn là điều bắt buộc để đánh giá liệu vắc-xin có thực sự giúp ngăn ngừa hoặc làm giảm tình trạng nhiễm virus trong điều kiện thực tế hay không.
Một loại vắc-xin phổ quát vẫn còn cách hiện thực vài năm nữa. Bất kỳ ứng viên vắc-xin nào cũng phải tiếp tục vượt qua các thử nghiệm quy mô lớn nhằm chứng minh tính an toàn, hiệu quả và khả năng bảo vệ lâu dài.
Tuy vậy, nghiên cứu này cho thấy mục tiêu phát triển vắc-xin phổ quát đang tiến gần hơn bao giờ hết. Đồng thời, AI đang chứng minh vai trò ngày càng quan trọng trong việc rút ngắn quá trình thiết kế các loại vắc-xin thế hệ mới, mở ra triển vọng mới cho cuộc chiến chống các đại dịch trong tương lai.
* Nguồn: Singularity Hub-Mai Ma-doisongphapluat.nguoiduatin.vn
