AI định hình tương lai tầm soát ung thư sớm

VTV.vn - Trí tuệ nhân tạo (AI) đang tạo ra bước tiến mới trong lĩnh vực phát hiện sớm ung thư.

(Ảnh: Toptal)

Phát hiện ung thư từ tín hiệu sinh học "siêu nhỏ"

Các nhà khoa học thuộc Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) và Tập đoàn Microsoft của Mỹ mới đây công bố nghiên cứu về hệ thống cảm biến sinh học ứng dụng AI có khả năng phát hiện ung thư ở giai đoạn rất sớm thông qua xét nghiệm nước tiểu đơn giản. Nghiên cứu được đăng tải trên Tạp chí Nature Communications, mở ra hướng tiếp cận mới trong tầm soát ung thư tại nhà với độ nhạy cao hơn nhiều phương pháp truyền thống.

Theo nhóm nghiên cứu, AI được sử dụng để thiết kế các peptide - chuỗi protein ngắn - có khả năng nhận diện hoạt động của protease, nhóm enzyme thường hoạt động quá mức trong tế bào ung thư. Các peptide này được phủ lên bề mặt các hạt nano tạo thành cảm biến sinh học siêu nhỏ. Khi đi vào cơ thể, nếu gặp protease liên quan ung thư, peptide sẽ bị cắt ra và giải phóng tín hiệu đặc hiệu. Những tín hiệu này sau đó được đào thải qua nước tiểu và có thể phát hiện bằng que thử tương tự xét nghiệm thai kỳ.

Trước đây, nhóm nghiên cứu đã chứng minh công nghệ cảm biến protease có thể phát hiện nhiều loại ung thư như ung thư phổi, buồng trứng và đại trực tràng. Tuy nhiên, quá trình thiết kế peptide chủ yếu dựa trên phương pháp truyền thống nên độ chính xác còn hạn chế. Để khắc phục điều này, các nhà khoa học đã phát triển hệ thống AI mang tên CleaveNet nhằm tự động thiết kế peptide có khả năng nhận diện chính xác từng loại enzyme mục tiêu.

(Ảnh: ITN)

Hiện phòng thí nghiệm của Giáo sư Bhatia đang tham gia dự án do Cơ quan Nghiên cứu và Phát triển y sinh tiên tiến Mỹ (ARPA-H) tài trợ nhằm phát triển bộ xét nghiệm tại nhà có khả năng phát hiện và phân biệt khoảng 30 loại ung thư khác nhau ở giai đoạn sớm. Ngoài vai trò chẩn đoán, công nghệ peptide thiết kế bằng AI còn có tiềm năng ứng dụng trong điều trị ung thư. Các peptide này có thể được gắn với thuốc điều trị hoặc kháng thể để giải phóng hoạt chất chính xác tại môi trường khối u, giúp tăng hiệu quả và giảm tác dụng phụ.

Theo các chuyên gia, việc kết hợp AI với công nghệ nano và sinh học phân tử đang tạo ra hướng đi mới trong y học chính xác, nơi bệnh có thể được phát hiện và can thiệp trước khi xuất hiện tổn thương nghiêm trọng.

AI dự báo nguy cơ ung thư trước khi bác sĩ phát hiện

Cùng với các cảm biến sinh học mới, AI cũng đang cho thấy khả năng vượt trội trong phân tích hình ảnh y khoa nhằm dự báo nguy cơ ung thư từ rất sớm. Một trong những nghiên cứu nổi bật hiện nay là mô hình AI mang tên Sybil do các nhà khoa học thuộc Trung tâm Ung thư Mass General Brigham và Trường Y Harvard của Mỹ phát triển nhằm dự báo nguy cơ ung thư phổi.

Theo Tiến sĩ Lecia Sequist thuộc Trung tâm Ung thư Mass General, nhóm nghiên cứu đã huấn luyện mô hình Sybil bằng hàng nghìn ảnh chụp CT liều thấp của bệnh nhân tham gia thử nghiệm lâm sàng. Dữ liệu sử dụng bao gồm thông tin về những người sau này được chẩn đoán mắc ung thư, thời điểm phát bệnh, đặc điểm sức khỏe và kết quả điều trị. Sau khi hoàn thành huấn luyện, Sybil có thể dự báo nguy cơ ung thư phổi chỉ dựa trên ảnh chụp CT mà không cần thêm dữ liệu khác về bệnh nhân. Kết quả thử nghiệm cho thấy mô hình đạt độ chính xác từ khoảng 80-95% trong dự báo nguy cơ ung thư phổi, kể cả trước khi bác sĩ chẩn đoán hình ảnh phát hiện bất thường rõ ràng.

Cùng với Sybil, một hệ thống AI khác mang tên MIRAI cũng đang được ứng dụng để dự báo nguy cơ ung thư vú. MIRAI được phát triển bởi nhóm nghiên cứu do Giáo sư Regina Barzilay thuộc MIT dẫn đầu, sử dụng dữ liệu từ khoảng 128.000 ảnh chụp tuyến vú, trong đó có 3.800 trường hợp sau này được chẩn đoán ung thư trong vòng 5 năm. Hệ thống có thể dự báo nguy cơ ung thư vú trong tương lai với độ chính xác khoảng 75-84%.

(Ảnh: AP)

Một số thách thức lớn hiện nay gồm bảo mật dữ liệu y tế, tính minh bạch của thuật toán, nguy cơ sai lệch dữ liệu và khả năng tiếp cận công nghệ giữa các quốc gia. Ngoài ra, việc đào tạo nhân lực y tế có khả năng sử dụng và giám sát hệ thống AI cũng được xem là yếu tố quan trọng nhằm bảo đảm an toàn và hiệu quả điều trị. Dù vậy, với tốc độ phát triển hiện nay, nhiều chuyên gia tin rằng AI sẽ trở thành công cụ trung tâm trong chiến lược phòng chống ung thư tương lai. Theo các nhà nghiên cứu, mục tiêu lâu dài không chỉ là điều trị hiệu quả hơn mà còn là phát hiện bệnh sớm tới mức ung thư có thể được kiểm soát trước khi gây nguy hiểm cho sức khỏe con người.

Giới chuyên gia nhận định việc ứng dụng AI trong chẩn đoán ung thư đang mở ra giai đoạn mới của y học dự phòng, khi nguy cơ bệnh có thể được dự báo trước nhiều năm thay vì chờ tới khi xuất hiện triệu chứng. Tuy nhiên, các nhà khoa học cũng lưu ý công nghệ AI vẫn cần được kiểm chứng rộng rãi hơn trước khi triển khai đại trà trong hệ thống y tế.

Nguồn: https://vtv.vn/ai-dinh-hinh-tuong-lai-tam-soat-ung-thu-som-100260603183614169.htm