Outer Biosciences dùng da người còn sống để huấn luyện AI tìm hoạt chất chăm sóc da

Outer Biosciences là startup công nghệ sinh học thành lập năm 2022, do Michael Polansky điều hành. Polansky được công chúng biết đến nhiều hơn với tư cách bạn trai của Lady Gaga, nhưng ý tưởng trung tâm của công ty lại nằm ở một bài toán khoa học: dùng mô da người còn sống làm môi trường thử nghiệm kéo dài hơn cho nghiên cứu mỹ phẩm và sức khỏe làn da, sau đó biến các phép đo sinh học thành dữ liệu huấn luyện AI. 358

Đây là một hướng tiếp cận tham vọng, nhưng phần lớn bằng chứng hiện có vẫn đến từ chính công ty hoặc các bài viết dựa trên thông tin do công ty cung cấp. Các tài liệu công khai chưa chứng minh được độc lập tuyên bố về thời gian mô tồn tại, chưa công bố các chỉ số đánh giá mô hình, kết quả trên người, doanh thu hay hoạt chất thương mại hoàn chỉnh. 1120

Vì sao Michael Polansky tham gia dự án?

Các nguồn tin hiện có liên hệ nền tảng của Polansky với toán ứng dụng, tài chính và đầu tư mạo hiểm, trong đó có những công việc gắn với Bridgewater Associates, Sean Parker và Founders Fund. Sự kết hợp này phần nào lý giải cách Outer nhấn mạnh vào nghiên cứu sinh học tốn kém, dữ liệu độc quyền và khả năng xây dựng mô hình kinh doanh dựa trên cấp phép. 56

Tuy vậy, các nguồn công khai chưa đủ chi tiết để kiểm chứng độc lập mọi thông tin tiểu sử đôi khi được gắn với Polansky, bao gồm những tuyên bố cụ thể về liệu pháp miễn dịch ung thư và hoạt động từ thiện. Lady Gaga có mối liên hệ chặt chẽ với dự án và đã giúp quảng bá công ty, nhưng các bài tường thuật không thống nhất về việc cô có chính thức là đồng sáng lập hay không.

Danh sách đội ngũ sáng lập được nêu cụ thể hơn gồm Polansky, nhà khoa học trưởng Kyung-Jin Jang, giám đốc công nghệ Chris Hinojosa và giám đốc kinh doanh Stanley King. 35

Nền tảng mô: giữ da người bị loại bỏ sau phẫu thuật sống ngoài cơ thể

Outer cho biết công ty nhận các mẫu da người toàn lớp, đã có sự đồng thuận của người hiến và được khử định danh, vốn sẽ bị loại bỏ sau phẫu thuật. Hệ thống của startup cung cấp chất dinh dưỡng cho mô và loại bỏ chất thải chuyển hóa thông qua cơ chế tưới dịch cùng thiết bị phản ứng sinh học, hay bioreactor.

Công ty tuyên bố hệ thống này có thể duy trì mô da sống ngoài cơ thể hơn 30 ngày, trong khi da ex vivo thông thường—mô được duy trì và nghiên cứu bên ngoài cơ thể—chỉ tồn tại khoảng một tuần theo so sánh của chính Outer. 21925

Khoảng thời gian dài hơn có ý nghĩa vì một số quá trình của da không thể hiện đầy đủ trong những phép thử ngắn. Outer nói họ dùng mô để nghiên cứu tổn thương do tia UVB, phản ứng viêm, tái cấu trúc collagen, sắc tố và khả năng phục hồi hàng rào bảo vệ da. Lợi ích được tuyên bố là có thể theo dõi những thay đổi theo thời gian trên mô da người nguyên bản, toàn lớp, thay vì chỉ dựa vào tế bào riêng lẻ hoặc mô da nhân tạo. 813

Tuy nhiên, con số “hơn 30 ngày” hiện nên được hiểu là tuyên bố của công ty, chưa phải tiêu chuẩn đã được ngành công nhận. Một phân tích chỉ ra rằng các thông tin công khai chưa giải thích rõ “còn sống” được đo như thế nào, có bao nhiêu mẫu đạt đến thời hạn nói trên, hoặc liệu một phòng thí nghiệm bên ngoài đã lặp lại kết quả hay chưa. 11

Quy trình AI khép kín hoạt động ra sao?

Outer mô tả một quy trình liên kết giữa dự đoán bằng máy tính và thử nghiệm sinh học lặp lại:

1. Nhóm nghiên cứu cho mô da sống tiếp xúc với một hợp chất hóa học.
2. Họ đo các phản ứng ở cấp độ phân tử, tế bào và chức năng.
3. Mô hình nội bộ học mối liên hệ giữa từng hợp chất với các chức năng cụ thể của da.
4. Mô hình xếp hạng những phân tử chưa được thử nghiệm nhưng có thể tạo ra phản ứng mong muốn.
5. Các dự đoán được kiểm tra trên những mẫu mô da sống khác.
6. Kết quả—dù tích cực hay tiêu cực—được đưa trở lại mô hình.

Đây là một hệ thống khám phá “vòng lặp khép kín”: thí nghiệm tạo dữ liệu, mô hình dùng dữ liệu để chọn thí nghiệm tiếp theo, rồi kết quả mới tiếp tục cải thiện các dự đoán sau đó. 816

Vì vậy, lợi thế mà Outer kỳ vọng xây dựng không đơn thuần là một kiến trúc AI. “Moat” của công ty—tức lợi thế khó sao chép—nằm ở bộ dữ liệu độc quyền, theo chiều dọc thời gian, được tạo ra từ các thí nghiệm trên mô người trong phòng thí nghiệm riêng.

Về lý thuyết, nhiều quan sát hơn trong thời gian dài hơn có thể giúp mô hình nhận ra những tín hiệu mà phép thử ngắn bỏ sót. Nhưng lợi thế đó chỉ có ý nghĩa nếu dữ liệu đủ lớn, nhất quán, đa dạng và có khả năng dự đoán chính xác ngoài những thí nghiệm ban đầu.

Tốc độ khám phá được báo cáo

Outer cho biết trong khoảng 18 tháng đầu, công ty chỉ tìm được một vài hướng tiềm năng; sau đó, khi bổ sung máy học, tốc độ tăng lên khoảng một ứng viên mới mỗi sáu tuần. Các bài viết cũng đề cập sáu ứng viên đang được phát triển và vài chục “hit”, tức các hợp chất tạo ra tín hiệu đáng chú ý trong quá trình sàng lọc. 21214

Những con số này chưa phải chuẩn đánh giá hiệu suất độc lập. Chúng không cho biết công ty đã thử bao nhiêu ứng viên, dự đoán đúng bao nhiêu lần, các hợp chất có hiệu quả khi dùng trên người hay không, hoặc hiệu suất của Outer so với những quy trình khám phá hiện có.

Phép thử quan trọng hơn sẽ là liệu các ứng viên có vượt qua được các bước đánh giá về độ an toàn, khả năng tái lập, công thức bào chế và hiệu quả trong thực tế hay không.

Đồng thuận của người hiến, quyền riêng tư và giám sát

Việc sử dụng mô vốn sẽ bị loại bỏ sau phẫu thuật không xóa bỏ các nghĩa vụ đạo đức và bảo mật. Mô hình mà Outer công bố dựa trên sự đồng thuận của người hiến và việc khử định danh trước khi mẫu đến tay công ty. Các báo cáo cũng mô tả nguồn cung qua ngân hàng mô, đơn vị môi giới và những bên trung gian khác. 1319

Những câu hỏi thực tế nằm ở chi tiết: Người hiến đã đồng ý chính xác với những mục đích sử dụng nào? Khi nào cần hội đồng đánh giá đạo đức nghiên cứu—thường được gọi là IRB? Mẫu mô được liên kết với dữ liệu nền ra sao? Ai có quyền truy cập dữ liệu sinh học? Những biện pháp nào ngăn việc nhận diện ngược người hiến?

Thông tin công khai hiện chưa đủ để đánh giá độc lập biểu mẫu đồng thuận, quy trình IRB, chính sách quản trị dữ liệu hay biện pháp kiểm soát nhận diện ngược của Outer. Khử định danh giúp loại bỏ các thông tin nhận diện trực tiếp, nhưng dữ liệu bắt nguồn từ mô vẫn cần được xử lý thận trọng khi kết hợp với những nguồn thông tin khác.

Nghiên cứu mỹ phẩm không đồng nghĩa với phát triển thuốc

Hướng đi ban đầu của Outer dường như tập trung vào hoạt chất mỹ phẩm và nghiên cứu sức khỏe làn da, thay vì đưa ra các tuyên bố điều trị bệnh. Sự khác biệt này ảnh hưởng đến loại bằng chứng cần có cũng như con đường pháp lý mà sản phẩm phải đi qua.

Một kết quả hứa hẹn trong phép thử trên da người ex vivo không tự động thay thế các đánh giá an toàn bắt buộc, cũng không chứng minh rằng một hoạt chất có hiệu quả ở người tiêu dùng. Các khung thử nghiệm thay thế hiện có bao gồm mô biểu bì người tái tạo và những phương pháp tích hợp in vitro, in chemico và in silico được đề cập trong hướng dẫn của OECD. 1718

Nền tảng của Outer có thể trở thành một phần trong bộ hồ sơ bằng chứng rộng hơn. Nhưng riêng phép thử của công ty không nên được hiểu là sự phê duyệt quản lý, hay là phương án thay thế cho mọi thử nghiệm cần thiết.

Mô hình kinh doanh và nguồn vốn

Outer dường như đang xây dựng hoạt động kinh doanh xoay quanh việc cấp phép hoặc thương mại hóa các hoạt chất, phép thử và chương trình khám phá đã được kiểm chứng cho đối tác trong lĩnh vực làm đẹp, chăm sóc da, dược phẩm và cung ứng nguyên liệu. Trang đối tác của công ty mô tả các mối hợp tác với doanh nghiệp công nghệ sinh học, dược phẩm, mỹ phẩm và nhà cung cấp nguyên liệu. 2627

Các báo cáo công khai ước tính số vốn đã công bố mà Outer huy động vào khoảng 23 triệu USD. Tuy nhiên, những báo cáo này chưa chứng minh được doanh thu, hợp đồng đối tác đã ký hay hoạt chất nào đã ra mắt thương mại. 1420

Mô hình đó cho phép Outer bán quyền tiếp cận các hiểu biết sinh học và năng lực khám phá, thay vì chủ yếu trở thành một thương hiệu mỹ phẩm tiêu dùng. Giá trị thương mại cuối cùng của công ty sẽ phụ thuộc vào việc hệ thống thí nghiệm có tạo ra những hợp chất mà đối tác có thể bào chế, kiểm chứng và đưa ra thị trường hay không.

Outer khác gì các công ty “cơ quan trên chip”?

Outer nằm trong xu hướng rộng hơn nhằm phát triển các phương pháp mô phỏng sinh học người sát thực tế hơn, qua đó giảm sự phụ thuộc vào các cách thử nghiệm truyền thống và động vật. Các hệ thống “cơ quan trên chip”, organoid và mô hình vi sinh lý khác dùng mô được thiết kế hoặc cấu trúc dựa trên tế bào để mô phỏng sinh học người, hỗ trợ đánh giá độ an toàn và phát triển sản phẩm. 1824

Điểm khác biệt mà Outer tuyên bố nằm ở việc tiến hành các thí nghiệm kéo dài trên da người nguyên bản, toàn lớp, được hiến tặng, đồng thời vận hành mô hình AI tại chỗ dựa trên dữ liệu thu được. 416

Đây là khác biệt về nền tảng thí nghiệm và chiến lược dữ liệu, không phải bằng chứng cho thấy Outer đã khiến các thí nghiệm vật lý trở nên không cần thiết. Tham vọng dài hạn của công ty là xây dựng một mô hình đủ khả năng ưu tiên—hoặc về sau mô phỏng—nhiều thí nghiệm trước khi cần sử dụng mô thật.

Để tuyên bố đó trở nên thuyết phục, mô hình cần khái quát tốt qua nhiều người hiến, tông màu da, vị trí giải phẫu, nhóm hóa chất và công thức sản phẩm trong đời thực.

Điều cần theo dõi tiếp theo

Câu hỏi quan trọng nhất không chỉ là Outer có thể giữ một mảnh da sống trong phòng thí nghiệm suốt một tháng hay không. Vấn đề then chốt là liệu nền tảng này có tạo ra những dự đoán vẫn chính xác khi thử trên người hiến và hợp chất mới hay không, đồng thời liệu các dự đoán đó có dẫn đến những hoạt chất an toàn, tái lập được và mang lại lợi ích đo lường được cho người sử dụng hay không.

Tiềm năng lớn nhất của Outer nằm ở vòng phản hồi giữa mô sống và máy học. Nhưng những rủi ro chưa được giải quyết cũng tập trung ở đó: mức độ kiểm chứng công khai còn hạn chế, quy mô và độ đa dạng của dữ liệu chưa rõ, chi tiết giám sát chưa được công bố đầy đủ, và vẫn còn khoảng cách lớn giữa một tín hiệu thú vị trong phòng thí nghiệm với một sản phẩm có giá trị thương mại.

Ở thời điểm hiện tại, Outer Biosciences nên được nhìn nhận là một nỗ lực đầy hứa hẹn nhưng còn ở giai đoạn sớm nhằm làm cho quá trình khám phá hoạt chất chăm sóc da bằng AI bám sát sinh học người hơn.