Startup Mỹ dùng AI thiết kế virus chống vi khuẩn kháng thuốc

Một bước tiến đáng chú ý trong lĩnh vực y học đang được ghi nhận tại Mỹ khi công ty khởi nghiệp Radical Numerics ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) để thiết kế virus có khả năng tấn công vi khuẩn kháng thuốc. Những virus này, được gọi là thực khuẩn thể, đã được sử dụng trong liệu pháp thử nghiệm dành cho một bệnh nhân nhiễm trùng nghiêm trọng. Thành tựu bước đầu cho thấy AI có thể đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển các phương pháp điều trị được cá nhân hóa.

Startup Mỹ thử nghiệm virus do AI thiết kế để điều trị bệnh

Ngày 20/10/2026, Radical Numerics, một công ty công nghệ sinh học tại California (Mỹ), công bố những thông tin đầu tiên về việc sử dụng virus được thiết kế với sự hỗ trợ của trí tuệ nhân tạo trong điều trị nhiễm khuẩn.

Khác với các loại virus gây bệnh thường được nhắc đến, virus trong nghiên cứu này thuộc nhóm thực khuẩn thể, có khả năng nhận diện và tấn công những loại vi khuẩn nhất định. Đây được xem là hướng tiếp cận tiềm năng nhằm đối phó với tình trạng kháng kháng sinh ngày càng đáng lo ngại.

Đại diện Radical Numerics cho biết nhóm nghiên cứu đã phát triển các biến thể thực khuẩn thể có khả năng chống lại một chủng vi khuẩn E. coli gây nhiễm trùng dai dẳng ở người bệnh. Trước đó, chủng vi khuẩn này đã cho thấy khả năng kháng thuốc và không đáp ứng với những thực khuẩn thể sẵn có được kiểm tra.

Đáng chú ý, liệu pháp đã được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Mỹ (FDA) cho phép sử dụng theo cơ chế tiếp cận mở rộng dành cho một bệnh nhân cụ thể. Tuy nhiên, đây chưa phải sự phê duyệt để đưa phương pháp vào sử dụng điều trị rộng rãi.

Thông tin về danh tính bệnh nhân và đội ngũ bác sĩ chưa được công bố nhằm bảo đảm quyền riêng tư. Công ty dự kiến tiếp tục nghiên cứu và công bố kết quả trên các tạp chí khoa học chuyên ngành khi có đủ dữ liệu cần thiết.

Thực khuẩn thể là gì và vì sao có thể tiêu diệt vi khuẩn?

Thực khuẩn thể, còn gọi là bacteriophage, là nhóm virus có khả năng xâm nhập vào tế bào vi khuẩn. Chúng xuất hiện tự nhiên trong nhiều môi trường như đất, nước và hệ vi sinh vật đường ruột.

Không giống những virus gây bệnh cho con người, thực khuẩn thể sử dụng vi khuẩn làm vật chủ để nhân lên. Khi gặp một vi khuẩn phù hợp, chúng có thể bám vào bề mặt tế bào và đưa vật chất di truyền vào bên trong.

Sau đó, quá trình nhân lên của virus có thể phá hủy tế bào vi khuẩn và giải phóng những thực khuẩn thể mới. Nhờ cơ chế này, các nhà khoa học đã nghiên cứu việc sử dụng thực khuẩn thể để kiểm soát một số bệnh nhiễm trùng do vi khuẩn gây ra.

Điểm nổi bật của liệu pháp thực khuẩn thể là khả năng tác động có chọn lọc. Trong khi nhiều loại kháng sinh ảnh hưởng đến nhiều nhóm vi khuẩn, một thực khuẩn thể thường chỉ tấn công những chủng vi khuẩn nhất định.

Đặc tính này có thể giúp hạn chế ảnh hưởng đến các vi khuẩn có lợi. Tuy nhiên, đây cũng là trở ngại lớn bởi bác sĩ phải xác định được thực khuẩn thể tương thích với chính chủng vi khuẩn đang gây bệnh.

Trong trường hợp không tìm thấy loại virus phù hợp, quá trình nghiên cứu và lựa chọn phương án điều trị có thể kéo dài. Đây chính là bài toán mà Radical Numerics muốn giải quyết bằng công nghệ AI.

Mô hình AI Omnii-1 hỗ trợ thiết kế virus phù hợp với từng bệnh nhân

Thay vì chỉ tìm kiếm thực khuẩn thể có sẵn trong tự nhiên, Radical Numerics phát triển mô hình trí tuệ nhân tạo Omnii-1 nhằm hỗ trợ tạo ra những biến thể virus mới có khả năng nhận diện vi khuẩn mục tiêu.

Omnii-1 được xây dựng dựa trên các phương pháp học máy trong sinh học. Mô hình có thể phân tích dữ liệu di truyền, tìm hiểu mối quan hệ giữa virus và vi khuẩn, sau đó đề xuất những thay đổi có triển vọng đối với cấu trúc virus.

Trong nghiên cứu lần này, các nhà khoa học tập trung vào thực khuẩn thể T7, một loại virus được biết đến với khả năng tấn công vi khuẩn E. coli.

Thực khuẩn thể T7 sở hữu các cấu trúc protein giúp nhận diện và bám vào bề mặt vi khuẩn. Việc thay đổi những thành phần này có thể ảnh hưởng đến khả năng tương tác giữa virus với các chủng vi khuẩn khác nhau.

Nhóm nghiên cứu sử dụng Omnii-1 để đề xuất các biến thể của vùng gene liên quan đến khả năng nhận diện vật chủ. Sau đó, những thiết kế có triển vọng được đánh giá thông qua thí nghiệm nhằm xác định liệu chúng có thể tạo thành thực khuẩn thể hoạt động hay không.

Điều đáng chú ý là AI không trực tiếp thực hiện việc chữa bệnh hay thay thế hoàn toàn các nhà khoa học. Công nghệ này đóng vai trò hỗ trợ phân tích và thiết kế, trong khi các bước kiểm chứng hiệu quả, đánh giá an toàn và quyết định điều trị vẫn thuộc trách nhiệm của chuyên gia.

Những ứng dụng mới của AI trong y học cũng là một phần của xu hướng phát triển công nghệ đang được quan tâm trên toàn thế giới. Độc giả có thể tìm hiểu thêm những chủ đề liên quan tại chuyên mục AI & Công nghệ số.

Từ hàng trăm nghìn thiết kế di truyền đến thử nghiệm trên người

Việc sử dụng AI trong nghiên cứu virus không phải ý tưởng hoàn toàn mới. Trước khi thành lập Radical Numerics, một số thành viên của công ty đã tham gia các dự án phát triển mô hình AI chuyên phân tích và tạo chuỗi di truyền.

Năm 2025, nhóm nghiên cứu tại Viện Arc ở California phát triển mô hình Evo 2, được huấn luyện bằng lượng lớn dữ liệu ADN. Mô hình này cho phép các nhà khoa học khám phá nhiều phương án thiết kế hệ gene virus mà trước đây rất khó đánh giá bằng phương pháp thủ công.

Trong một nghiên cứu liên quan, AI tạo ra khoảng 700.000 thiết kế hệ gene virus. Các nhà khoa học lựa chọn 285 thiết kế để kiểm tra thực nghiệm và ghi nhận 16 hệ gene có thể tạo ra virus sống được.

Những kết quả đó cho thấy trí tuệ nhân tạo có khả năng hỗ trợ nghiên cứu cấu trúc sinh học ở mức độ phức tạp. Tuy nhiên, việc tạo ra một virus có thể hoạt động trong phòng thí nghiệm khác biệt đáng kể so với phát triển một liệu pháp an toàn và hiệu quả cho con người.

Radical Numerics tiếp tục phát triển công nghệ với Omnii-1, hướng đến mục tiêu lựa chọn và thiết kế thực khuẩn thể phù hợp với từng chủng vi khuẩn cụ thể.

Trong trường hợp bệnh nhân nhiễm E. coli kháng thuốc, nhóm nghiên cứu đã kết hợp khả năng thiết kế của AI với những thí nghiệm đánh giá hoạt tính của thực khuẩn thể. Các biến thể do Omnii-1 hỗ trợ thiết kế được đưa vào một hỗn hợp thực khuẩn thể dùng cho điều trị thử nghiệm.

Trước khi được sử dụng trên người bệnh, hỗn hợp này đã cho thấy khả năng loại bỏ chủng E. coli mục tiêu trong điều kiện phòng thí nghiệm. Đây là cơ sở ban đầu để tiếp tục đánh giá phương pháp dưới sự giám sát y tế.

Liệu pháp virus do AI thiết kế đã chữa khỏi bệnh chưa?

Dù được xem là một dấu mốc công nghệ đáng chú ý, kết quả hiện tại chưa đủ để khẳng định liệu pháp thực khuẩn thể do AI thiết kế có thể chữa khỏi nhiễm trùng kháng thuốc ở người.

Radical Numerics mới công bố thông tin về quá trình thiết kế virus và việc đưa liệu pháp vào sử dụng cho một bệnh nhân. Dữ liệu đầy đủ về diễn biến điều trị, mức độ đáp ứng và kết quả theo dõi lâu dài hiện chưa được công khai.

Đối với những trường hợp nhiễm trùng nghiêm trọng, việc đánh giá hiệu quả không chỉ dựa trên khả năng tiêu diệt vi khuẩn trong phòng thí nghiệm. Các bác sĩ còn cần theo dõi tình trạng sức khỏe, phản ứng của cơ thể, nguy cơ tác dụng không mong muốn và khả năng tái phát nhiễm trùng.

Quá trình này có thể kéo dài nhiều tuần hoặc nhiều tháng. Ngoài ra, những kết quả nghiên cứu do công ty công bố vẫn cần được kiểm chứng độc lập và đánh giá khoa học trước khi có thể đưa ra kết luận về hiệu quả điều trị.

Việc FDA cho phép sử dụng theo cơ chế tiếp cận mở rộng cũng cần được hiểu đúng. Đây là hình thức tạo điều kiện tiếp cận phương pháp thử nghiệm trong một số hoàn cảnh đặc biệt, không đồng nghĩa với việc cơ quan quản lý đã xác nhận hiệu quả của liệu pháp cho tất cả người bệnh.

Vì vậy, phương pháp này hiện được nhìn nhận như một bước tiến nghiên cứu đầy triển vọng, thay vì một giải pháp có thể thay thế ngay các phương pháp điều trị nhiễm khuẩn đang được áp dụng.

AI mở ra triển vọng mới trong cuộc chiến chống kháng kháng sinh

Kháng kháng sinh đang trở thành một trong những thách thức lớn của ngành y tế toàn cầu. Khi vi khuẩn phát triển khả năng chống lại những loại thuốc điều trị thông thường, việc kiểm soát nhiễm trùng trở nên phức tạp hơn, đặc biệt ở bệnh nhân có bệnh nền hoặc hệ miễn dịch suy yếu.

Trong bối cảnh đó, các phương pháp điều trị bổ sung như liệu pháp thực khuẩn thể ngày càng nhận được nhiều sự quan tâm. Việc kết hợp AI với công nghệ sinh học có thể giúp các nhà nghiên cứu tìm kiếm những phương án phù hợp nhanh hơn.

Thay vì phải thử nghiệm số lượng lớn các virus trong tự nhiên, mô hình AI có thể hỗ trợ sàng lọc và ưu tiên những thiết kế có triển vọng. Nếu được phát triển thành quy trình đáng tin cậy, cách tiếp cận này có thể góp phần rút ngắn thời gian nghiên cứu đối với một số trường hợp nhiễm khuẩn khó điều trị.

Tuy nhiên, để ứng dụng rộng rãi, các nhà khoa học vẫn phải giải quyết nhiều vấn đề liên quan đến độ an toàn, khả năng sản xuất, tính ổn định của thực khuẩn thể và quy trình đánh giá chất lượng.

Không chỉ trong lĩnh vực chống nhiễm trùng, Radical Numerics còn định hướng khai thác AI để nghiên cứu những bài toán sinh học khác, trong đó có phát triển vaccine ung thư và đánh giá các nguy cơ liên quan đến virus.

Những hướng nghiên cứu này cho thấy trí tuệ nhân tạo đang từng bước mở rộng vai trò từ công cụ xử lý dữ liệu sang hỗ trợ khám phá và thiết kế các giải pháp sinh học mới.

Tương lai y học cá nhân hóa với sự hỗ trợ của trí tuệ nhân tạo

Trường hợp thử nghiệm của Radical Numerics cho thấy một khả năng đáng chú ý: công nghệ AI có thể hỗ trợ phát triển những phương án điều trị dựa trên đặc điểm sinh học riêng của từng ca bệnh.

Trong tương lai, nếu các nghiên cứu tiếp tục chứng minh được hiệu quả và độ an toàn, liệu pháp thực khuẩn thể được thiết kế bằng AI có thể trở thành công cụ bổ sung hữu ích cho bác sĩ trong việc xử lý những ca nhiễm khuẩn kháng thuốc phức tạp.

Dù vẫn còn nhiều câu hỏi cần được giải đáp, việc đưa những thực khuẩn thể do AI hỗ trợ thiết kế vào điều trị thử nghiệm trên người đã đánh dấu bước chuyển từ nghiên cứu tính toán sang ứng dụng y học thực tế.

Độc giả quan tâm đến những thành tựu khoa học, trí tuệ nhân tạo và xu hướng phát triển công nghệ trên thế giới có thể tiếp tục theo dõi Báo Bình Phước để cập nhật các thông tin mới về công nghệ và đời sống.