AI dự đoán sự xuất hiện biến thể vi rút

Một nhóm nhà nghiên cứu của Đại học Oxford (Vương quốc Anh) và Trường Y Harvard (Mỹ) phát triển công cụ có tên gọi EVEscape sử dụng công nghệ AI có thể phát hiện biến thể mới trước khi nó xuất hiện.

Phát hiện mới này vừa được đăng trên tạp chí nghiên cứu Nature.

Công cụ EVEscape hoạt động bằng cách xử lý dữ liệu được thu thập về sự phát triển hoặc tiến hóa của vi rút theo thời gian. Hệ thống cũng xem xét thông tin sinh học và cấu trúc chi tiết liên quan đến vi rút.

Phương pháp này là một dạng "generative AI" (AI tạo sinh), tập trung vào việc tạo ra nội dung/dữ liệu mới dựa trên dữ liệu hiện có.

Các nhà khoa học cho biết, nhiều loại vi rút liên tục biến đổi để cố gắng sống sót và mạnh mẽ. Điều này đòi hỏi vi rút phải lây nhiễm vào các sinh vật sống. Khi vào bên trong cơ thể, vi rút tiếp tục sinh sản và lây lan.

Trung tâm Kiểm soát và phòng ngừa dịch bệnh (CDC) Mỹ giải thích, việc đột biến lặp đi lặp lại sẽ tạo ra các biến thể mới. Một số đột biến cho phép vi rút lây lan dễ dàng hơn hoặc khiến nó có thể kháng lại các phương pháp điều trị hoặc vắc xin.

EVEscape được phát triển dựa trên công trình liên quan trước đây, cũng của nhóm nhà nghiên cứu trên tạo ra có tên gọi EVE được sử dụng thành công trong việc xác định các đột biến liên quan đến các tình trạng như ung thư và bệnh tim.

Trong đại dịch COVID-19, các nhà khoa học cho biết đây cũng là lúc "xây dựng lại và phát triển thêm tính năng" EVE để dự đoán các biến thể của vi rút. EVEscape dự đoán chính xác đột biến nào của SARS-CoV-2 sẽ xuất hiện và trở nên phổ biến hoặc chiếm ưu thế.

Đặc biệt, EVEscape có thể đưa ra dự đoán nhanh hơn và hiệu quả hơn các phương pháp trong phòng thí nghiệm do không cần phải đợi các kháng thể liên quan xuất hiện trong quần thể và có sẵn để xét nghiệm.

Nhóm nghiên cứu cho biết hệ thống EVEscape có thể kiểm tra hàng chục nghìn biến thể vi rút mới xuất hiện mỗi tuần và xác định biến thể có nhiều khả năng trở thành vấn đề nhất, giúp đưa ra các quyết định y tế cộng đồng sớm hơn. 

EVEscape liên tục kiểm tra dữ liệu thời gian thực về sự phát triển của các biến thể mới của SARS-CoV-2. Sau đó, các nhà nghiên cứu chia sẻ thông tin này với các cơ quan cộng đồng và quốc tế như Tổ chức Y tế thế giới.

Ngoài ra, các thí nghiệm cho thấy công cụ EVEscape có thể dự đoán thành công hành vi đột biến của các loại vi rút thông thường khác gồm cả HIV và cúm.

Giáo sư Debora Marks của Trường Y Harvard - thành viên nhóm nghiên cứu cho biết: "Việc dự đoán biến thể mới của một số loại vi rút sẽ cực kỳ quan trọng trong việc thiết kế vắc xin và phương pháp điều trị".