AI tìm kiếm hàng nghìn tỷ virus trong cơ thể người

Những virus chúng ta biết rõ nhất là virus khiến con người ốm, chẳng hạn như virus gây bệnh cúm và đậu mùa. Nhưng trong cơ thể người khỏe mạnh có vô số virus không gây bệnh cho con người. Các nhà khoa học ước tính có hàng chục nghìn tỷ virus sống trong cơ thể người, dù họ mới nhận dạng được một phần rất nhỏ. Đại đa số virus khá lành tính, thậm chí một số virus còn có lợi. Chúng ta không biết chắc về chúng bởi phần lớn hệ virus ở người vẫn là điều bí ẩn, theo New York Times.

Năm nay, 5 trường đại học hợp tác trong công cuộc tìm kiếm chưa từng có để nhận dạng những virus này. Những nhà nghiên cứu sẽ thu thập nước bọt, mẫu phân, máu, sữa và nhiều mẫu vật khác từ hàng nghìn tình nguyện viên. Chương trình kéo dài 5 năm mang tên Hệ virus ở người với kinh phí 171 triệu USD từ chính quyền liên bang, sẽ kiểm tra mẫu vật bằng hệ thống trí tuệ nhân tạo (AI), hy vọng có thể tìm hiểu hệ virus tác động như thế nào tới sức khỏe con người, theo Frederic Bushman, nhà vi sinh vật học ở Đại học Pennsylvania, một trong những người chỉ đạo chương trình.

Manh mối đầu tiên về hệ virus ở người xuất hiện cách đây hơn một thế kỷ. Trong khi phân tích mẫu vật phân, các nhà khoa học phát hiện virus mang tên thực khuẩn thể có thể lây nhiễm sang vi khuẩn bên trong ruột. Thực khuẩn thể cũng tồn tại ở miệng, phổi và da. Sau đó, giới khoa học nhận thấy virus lây nhiễm tế bào của chúng ta mà không gây ra bất kỳ triệu chứng lớn nào. Ví dụ, hầu hết dân số thế giới nhiễm cytomegalovirus (CMV), loài có thể sống trong mọi cơ quan.

Đầu thập niên 2000, những phương pháp giải trình tự gene mới giúp các nhà khoa học tìm ra nhiều virus hơn trong nước bọt, máu và phân. Công nghệ cũng cho phép họ ước tính số lượng virus trong cơ thể người thông qua đếm bản sao gene của virus. Họ phát hiện mỗi gram phân chứa hàng tỷ thực khuẩn thể. Ruột mỗi người có thể chứa hàng trăm, thậm chí cả nghìn loài thực khuẩn thể. Nhưng khi các nhà sinh vật học kiểm tra từ người này tới người kia, họ nhận thấy nhiều loại virus ở một người vắng mặt ở người khác. Càng nghiên cứu nhiều người, họ càng phát hiện nhiều loài thực khuẩn thể hơn.

Virus lây nhiễm sang tế bào người đa dạng ngoài dự kiến. Năm 1997, các nhà nghiên cứu Nhật Bản kiểm tra máu của một bệnh nhân và phát hiện họ virus hoàn toàn mới gọi là anellovirus. Năm ngoái, một nghiên cứu hé lộ có hơn 800 loài anellovirus, nâng tổng số các loài virus đã biết lên hơn 6.800.

Vài nghiên cứu gần đây về hệ virus ở người dấy lên câu hỏi về cách định nghĩa virus. Một virus tiêu chuẩn bao gồm vỏ protein chứa gene mã hóa cả trong ADN xoắn kép và sợi ARN đơn. Nhưng giới khoa học nhận thấy cơ thể người cũng chứa các vòng ARN cực nhỏ trôi nổi tự do. Các nhà khoa học vẫn chưa biết nhiều về hệ virus ở người. Virus nhỏ đến mức chúng có thể lẩn trốn bên trong tế bào mà không bị phát hiện. Một số thậm chí có thể giấu gene của chúng vào ADN của tế bào chủ suốt nhiều năm trước khi nhân lên.

Tiến sĩ Pardis Sabeti, nhà sinh vật học máy tính ở Trường y tế công cộng T.H. Chan thuộc Đại học Harvard và đồng nghiệp đang phát triển một hệ thống trí tuệ nhân tạo mà chương trình Hệ virus ở người sẽ triển khai nhằm phát hiện những đặc điểm gene của virus. Sau đó, các nhà nghiên cứu sẽ cố gắng xác định tất cả virus đó làm gì bên trong cơ thể người. Giới khoa học thường coi thực khuẩn thể như loài ăn vi khuẩn, giết chết chúng để tạo ra nhiều bản sao hơn. Nhưng thí nghiệm gần đây chỉ ra quan hệ phức tạp hơn nhiều. "Chúng không chiến đấu tới chết mà có mối quan hệ cộng tác", Colin Hill, nhà vi sinh vật học ở trung tâm nghiên cứu APC Microbiome Ireland, cho biết.

Ví dụ, trong cơ thể người, thực khuẩn thể thường không tiêu diệt vi khuẩn chủ. Vi khuẩn có thể hưởng lợi từ quan hệ với thực khuẩn thể, giúp loại bỏ gene khỏi vi khuẩn vật chủ, có thể tăng cường khả năng sống sót của chúng. Quan hệ hợp tác này có thể tốt sức khỏe con người. Nghiên cứu gần đây cho thấy thực khuẩn thể phân bố ở những gene tự vệ mà cơ thể có khả năng sử dụng để đẩy lùi mầm bệnh trên da.

An Khang (Theo New York Times)