AI lần đầu thiết kế virus mới, giới khoa học lo ngại rủi ro an toàn sinh học

Đại học Stanford ngày 6/8 công bố rằng nhóm nghiên cứu của trường vừa đạt được một bước đột phá mới trong công nghệ sinh học. Nhóm đã sử dụng mô hình trí tuệ nhân tạo (AI) tạo sinh có tên “Evo 2” để tổng hợp trong phòng thí nghiệm một loại “thể thực khuẩn” (bacteriophage) hoàn toàn mới, có khả năng tiêu diệt chính xác vi khuẩn E. coli. Tuy nhiên, sáng kiến nhằm ứng phó với cuộc khủng hoảng vi khuẩn siêu kháng thuốc này đã gây chấn động mạnh trong giới khoa học quốc tế và lĩnh vực an toàn sinh học.

Từ thuật toán đến sinh vật sống: AI hỗ trợ thiết kế gene của thể thực khuẩn

Trước vấn đề kháng kháng sinh ngày càng nghiêm trọng, nhóm nghiên cứu do Brian Hie, trợ lý giáo sư Khoa Kỹ thuật Hóa học của Đại học Stanford, cùng nghiên cứu sinh Samuel King dẫn đầu, đã tập trung vào một loại virus chuyên lây nhiễm và tiêu diệt vi khuẩn — thể thực khuẩn.

Nhóm nghiên cứu sử dụng mô hình AI sinh học tạo sinh Evo 2, lấy thể thực khuẩn kinh điển ΦX174 với bộ gene dài khoảng 5.400 base làm nền tảng để tạo ra các trình tự gene thể thực khuẩn mới. Sau đó, các nhà nghiên cứu sử dụng một hệ thống tính toán để đánh giá và sàng lọc các trình tự tiềm năng, trước khi tiến hành tổng hợp hóa học và thử nghiệm trong phòng thí nghiệm.

Cuối cùng, nhóm đã tổng hợp gần 300 biến thể thể thực khuẩn do AI thiết kế. Thông qua các thử nghiệm trên sinh vật sống, họ chọn ra 16 loại có khả năng ức chế hiệu quả E. coli, trong đó một số biến thể có mức độ thích nghi cao hơn thể thực khuẩn ΦX174 tự nhiên trong các thí nghiệm. Các thử nghiệm tiếp theo cho thấy nếu kết hợp những thể thực khuẩn do AI tạo ra thành một “liệu pháp cocktail”, khả năng E. coli phát triển tình trạng kháng thuốc có thể giảm đáng kể, mở ra hướng nghiên cứu mới về liệu pháp thể thực khuẩn đối với các bệnh nhiễm trùng kháng kháng sinh.

Việc công khai mã nguồn làm dấy lên lo ngại về an toàn sinh học

Mặc dù có tiềm năng y tế rất lớn, quyết định của nhóm Stanford về việc hoàn toàn công khai mã nguồn và trọng số mô hình Evo 2 đã vấp phải sự hoài nghi mạnh mẽ từ nhiều chuyên gia hàng đầu.

Craig Venter, một trong những người tiên phong của ngành sinh học tổng hợp, bày tỏ mối quan ngại đặc biệt nghiêm trọng. Ông chỉ ra rằng khi AI tạo sinh có khả năng ngẫu nhiên viết các gene của virus sống, mối nguy đáng sợ nhất là công nghệ này có thể bị sử dụng cho “nghiên cứu tăng cường chức năng”. Nếu những người có ý đồ xấu áp dụng công nghệ này vào virus đậu mùa, vi khuẩn than hoặc virus cúm, họ có thể tạo ra những mầm bệnh nguy hiểm mà hệ miễn dịch con người hoàn toàn chưa từng biết đến và không có vaccine hay thuốc điều trị sẵn có.

Các chuyên gia về an ninh mạng và phòng vệ sinh học chỉ ra rằng trong một hệ thống mã nguồn mở, bất kỳ đối tượng xấu nào có trang thiết bị cơ bản cũng có thể sử dụng kỹ thuật “tinh chỉnh đối kháng”  để đưa dữ liệu về các virus gây bệnh ở người vào mô hình. Những cơ chế phòng vệ an toàn vốn được thiết lập ban đầu có thể bị vượt qua một cách dễ dàng trong thời gian rất ngắn.

Trước tranh cãi liên quan đến ranh giới giữa đổi mới y tế và an toàn sinh học, các chuyên gia Thomas Inglesby và Moritz Hanke thuộc Trung tâm An ninh Y tế của Đại học Johns Hopkins đã thẳng thắn viết trên tạp chí quốc tế hàng đầu Science rằng hệ thống quản lý toàn cầu hiện nay đã tụt hậu nghiêm trọng.

Các chuyên gia cho rằng cơ chế đánh giá an toàn sinh học hiện hành phần lớn được xây dựng dựa trên “danh sách các mầm bệnh nguy hiểm đã biết”. Tuy nhiên, những công cụ genomics tạo sinh (Generative Genomics) như Evo 2 lại có khả năng tạo ra “những trình tự hoàn toàn mới chưa từng tồn tại trong tự nhiên”, trong khi các quy định hiện hành gần như chưa có cơ chế quản lý phù hợp đối với loại công nghệ này.