Ứng dụng AI mở ra hướng điều trị ung thư sau chẩn đoán ở chó

Rosie, một chú chó 8 tuổi, từng bị bỏ rơi trước khi được doanh nhân công nghệ Paul Conyngham nhận nuôi tại Sydney năm 2019. Chú chó nhanh chóng trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống của ông.

Đến năm 2024, Rosie được chẩn đoán mắc ung thư tế bào Mast ác tính, một dạng ung thư phổ biến nhưng nguy hiểm ở chó.

Các phương pháp điều trị tiêu chuẩn như phẫu thuật và hóa trị đã được áp dụng. Dù giúp làm chậm tiến triển bệnh, những can thiệp này không thể thu nhỏ khối u. Một khối u lớn xuất hiện tại vùng khớp háng, gây đau đớn và ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng sống của Rosie.

Trước tình thế đó, Conyngham quyết định tìm hướng đi mới. Với nền tảng về trí tuệ nhân tạo và khoa học dữ liệu, ông bắt đầu khai thác công nghệ để tìm kiếm giải pháp điều trị.

Chatbot và dữ liệu di truyền mở ra hướng tiếp cận mới

Ban đầu, ông sử dụng chatbot để tổng hợp các hướng tiếp cận tiềm năng trong điều trị ung thư. Từ các gợi ý ban đầu, ông tiếp tục phân tích sâu bằng các công cụ trí tuệ nhân tạo.

Bước ngoặt đến khi Rosie được giải trình tự gen. Trung tâm Genomics Ramaciotti thuộc Đại học New South Wales thực hiện phân tích với chi phí khoảng 3.000 đô la Australia.

Quá trình này cho phép so sánh ADN khỏe mạnh từ máu với ADN từ khối u, qua đó xác định các đột biến gây bệnh.

PGS Smith, nhà nghiên cứu tại trung tâm, cho biết việc lập bản đồ gen giúp làm rõ cơ chế hình thành ung thư. Khi xác định được các đột biến cụ thể, nhóm nghiên cứu có thể hướng tới mục tiêu điều trị chính xác thay vì áp dụng các phương pháp chung.

Từ dữ liệu này, Conyngham sử dụng thuật toán để phân tích và tìm kiếm các liệu pháp có thể tác động trực tiếp vào các đột biến. Ông ví quá trình này như việc so sánh một động cơ mới với một động cơ đã vận hành lâu năm để xác định điểm hư hỏng. Cách tiếp cận giúp nhận diện các “điểm yếu sinh học” của khối u.

Ban đầu, ông xác định được một loại thuốc miễn dịch tiềm năng từ một công ty dược phẩm. Tuy nhiên, nhà sản xuất từ chối cung cấp thuốc cho mục đích nhân đạo, buộc ông phải tìm hướng đi khác.

Trong quá trình trao đổi với các nhà khoa học, ý tưởng về vaccine mRNA được đưa ra. Công nghệ này đã được ứng dụng rộng rãi trong phòng chống bệnh truyền nhiễm, nhưng việc sử dụng để điều trị ung thư cá thể hóa vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu.

Từ dữ liệu gen đến liệu pháp mRNA cá thể hóa

Nhóm nghiên cứu sau đó liên hệ với GS Pall Thordarson, Giám đốc Viện RNA tại Đại học New South Wales.

Dựa trên dữ liệu gen của Rosie, Conyngham xây dựng một bản thiết kế vaccine ở dạng cô đọng. Từ đó, nhóm của GS Thordarson phát triển một loại vaccine mRNA cá thể hóa, nhắm trực tiếp vào các đột biến gây ung thư của Rosie.

Cơ chế của vaccine là kích thích hệ miễn dịch nhận diện và tiêu diệt tế bào ung thư. Khác với hóa trị tác động trên diện rộng, phương pháp này tập trung vào mục tiêu cụ thể, qua đó giảm tác dụng phụ và tăng hiệu quả điều trị.

Kết quả ban đầu cho thấy tín hiệu tích cực. Khối u có kích thước tương đương một quả bóng tennis đã giảm khoảng một nửa sau khi Rosie được tiêm vaccine vào cuối năm.

Các nhà nghiên cứu đánh giá đây là trường hợp mang ý nghĩa quan trọng. Lần đầu tiên, một vaccine ung thư mRNA được thiết kế riêng cho một cá thể chó dựa trên dữ liệu gen cụ thể. Kết quả bước đầu cho thấy tiềm năng của y học cá thể hóa trong điều trị ung thư.

Y học cá thể hóa hướng đến việc xây dựng phác đồ điều trị dựa trên đặc điểm sinh học riêng của từng bệnh nhân. Thay vì áp dụng một mô hình chung, phương pháp này tận dụng dữ liệu gen và phân tích sinh học để tối ưu hiệu quả điều trị.

Công nghệ mRNA cho phép rút ngắn thời gian phát triển liệu pháp, đồng thời linh hoạt điều chỉnh theo từng đối tượng.

GS Thordarson nhận định công nghệ này có thể mở rộng sang điều trị ung thư ở người trong tương lai. Khi chi phí giải trình tự gen giảm và năng lực tính toán tăng lên, các liệu pháp cá thể hóa có thể trở nên phổ biến hơn.

Tuy vậy, các chuyên gia nhấn mạnh đây mới chỉ là một trường hợp đơn lẻ. Cần thêm các nghiên cứu lâm sàng quy mô lớn để đánh giá đầy đủ hiệu quả và độ an toàn. Việc chuyển giao từ điều trị trên động vật sang con người đòi hỏi quy trình kiểm chứng nghiêm ngặt.