Những phát minh tiêu biểu trong lĩnh vực Y học năm 2014

Mặc dù chưa kết thúc năm 2014, nhưng nhiều tạp chí uy tín trên thế giới đã bình chọn, công bố nhiều phát minh quan trọng. Trong số này có những phát minh trong lĩnh vực Y - Sinh học vừa được tạp chí Khoa học Phổ thông (PS) của Mỹ bình chọn và công bố đầu tháng 10 vừa qua.

"Huấn luyện" hệ miễn dịch để chống ung thư

Kỹ sư Y - Sinh người Mỹ, Jordan Green công tác tại Đại học Johns Hopkin vừa phát minh ra công cụ thông minh với các hạt siêu nhỏ cấp sinh học dùng để tăng cường cho liệu pháp ung thư cũng như chữa trị nhiều căn bệnh nan y khác. Thông thường, hệ miễn dịch con người có thể tìm và diệt các tế bào ung thư, nhưng để làm được điều này, trước tiên nó phải tìm được chính xác mục tiêu, nếu không sẽ tiêu diệt nhầm. Các tế bào mang các kháng thể con người sẽ đảm nhận việc này bằng cách thu thập và hiển thị các mảnh protein ung thư, hỗ trợ các tế bào miễn dịch tìm cách tiêu diệt. Vấn đề nan giải là đôi khi các khối u lại giống như các tế bào khỏe mạnh, kiểu “trá hình” này là để tránh “lưới săn lùng” của các tế bào miễn dịch. Nhằm khắc phục hiện tượng trên Jordan Green đã phát minh ra các hạt nano có khả năng làm được chức năng tương tự, và lợi thế hơn là nó có thể gắn vào bất kỳ loại protein nào, nên có thể lập trình được cho cơ thể tìm và diệt cả những tế bào ung thư "láu cá", khó phát hiện nhất. Qua thử nghiệm trên chuột cho thấy kết quả tốt, hiện tại nhóm đề tài đang tiếp tục nghiên cứu nhằm hoàn thiện quá trình “huấn luyện” hệ miễn dịch, trước tiên bổ sung đặc tính lý hóa hữu hiệu cho các hạt nano, kể cả chức năng làm chậm quá trình bài tiết thuốc trị ung thư hiện có hoặc đưa các gen vào để thúc đẩy nhanh quá trình "tự tử" của tế bào ung thư.

Phát hiện ra cơ chế tiến hóa và lan truyền bệnh viêm nhiễm

Một trong những phát minh có ý nghĩa quan trọng trong cuộc chiến phòng chống bệnh do virus trong tương lai là phát minh của Katia Koelle, nữ khoa học trẻ ở Đại học Duke, bằng cách sử dụng các thuật toán tạo ra mô hình tiến hóa và lây lan của các loại bệnh viêm nhiễm. Mô hình của Katia Koelle được xây dựng dựa trên những số liệu mới nhất từ các dịch bệnh đang diễn ra trên quy mô toàn cầu kết hợp với các thông tin liên quan đến tác nhân gây bệnh cũng như các số liệu về hệ thống miễn dịch của cơ thể. Ngoài ra, Katia Koelle còn tiến hành nghiên cứu tỷ mỉ hệ gen các loại virus để xác định cơ chế biến đổi gây bệnh. Chiến lược nghiên cứu tổng thể nói trên của Katia Koelle cung cấp đầu mối quan trọng về virus và cả những điều gây cản trở các nghiên cứu khoa học. Ví dụ, các loại virus cúm dường như rất ổn định trong nhiều năm, nhưng đột nhiên phát triển thành dạng nguy hiểm, hoặc có những loại virus chỉ xuất hiện ở tại một thời điểm và ở những vùng nhất định, hoặc "chờ thời" để bùng phát và có mức độ gây tử vong cao.

   Mô hình của Katia Koelle đã chỉ ra hàng loạt các đột biến diễn ra âm thầm trong nhiều năm làm cho virus trở nên nguy hiểm mà con người chưa lường hết. Những phát hiện trên giúp cho ngành y xây dựng các chiến lược tổng thể trong việc kiểm soát và phòng tránh các loại bệnh do virus gây ra, nhất là trong bối cảnh virus đang có chiều hướng đột biến nhanh và mạnh như thời gian gần đây.

Lập bản đồ gen ở mọi nơi

Theo nghiên cứu thì vật liệu ADN có ở khắp nơi như trên đồ chơi trẻ em, lẫn trên tàu vũ trụ quốc tế nhưng hiểu được cấu trúc hệ gen của những loài sinh vật này thường mất nhiều công. Để tìm ra lời giải, chuyên gia di truyền học người Mỹ, Christopher Mason ở Cao đẳng Y khoa Weill Cornell mới đây đã tìm ra phương pháp giải mã các loại gen vi sinh có mặt ở mọi nơi, kể cả tế bào ung thư của trẻ em sống gần những nơi bị nhiễm phóng xạ… Theo Christopher Mason, ADN thường mang các dữ liệu qua thẻ hóa học, giúp gen đóng, mở, thậm chí cả việc mở RNA. Hiểu được nguyên lý này, Mason cùng các cộng sự đã tiến hành lập bản đồ thẻ hóa học nói trên, được đặt tên là epitranscriptome - giống như hệ gen biểu sinh (epigenome) kiểm soát các biểu hiện gen gây ảnh hưởng đến các hoạt động của RNA tạo nên một lớp kiểm soát bên trong hoàn chỉnh của RNA.

Được biết, tới đây Christopher Mason sẽ chứng minh nghiên cứu của mình, được Cơ quan Nghiên cứu hàng không vũ trụ Mỹ (NASA) chọn tham gia dự án để so sánh ADN và RNA của cặp song sinh hai nhà du hành vũ trụ Scott và Mark Kelley, sau khi Scott sống nhiều năm trên vũ trụ để tìm hiểu những khác biệt về hệ gen của con người sống trên mặt đất và những người sống trong không gian.

Tạo chất thay thế kháng sinh từ dịch nhày cơ thể

Thông thường, mỗi ngày cơ thể con người thải ra khoảng 4 lít dịch nhày mà nhiều người cho rằng vô dụng. Tuy nhiên nhóm chuyên gia sinh học ở Viện công nghệ Massachusetts (MIT) đứng đầu là bà Katharina Ribbeck vừa thực hiện thành công một nghiên cứu và phát hiện thấy dịch nhày không hoàn toàn vô dụng mà là một bộ lọc cực kỳ tinh vi, hiệu quả giúp ngăn chặn sự lây nhiễm virus, vi khuẩn có hại cho cơ thể con người. Nghiên cứu trong phòng thí nghiệm, Katharina phát hiện thấy hóa chất có trong dịch nhày có tên mucins có cấu trúc dạng mạng nhện, làm nhiệm vụ “bẫy”, gom các chất gây bệnh. Với phát hiện trên, tới đây người ta sẽ thu gom thành phần mucins có trong dịch nhày để sản xuất các loại dược phẩm thay cho kháng sinh để thay đổi các hành vi sinh vật. Mucins là những chuỗi protein dài với nhiều phân tử, có vai trò “giữ chân” khuẩn liên kết và cuối cùng ngăn ngừa nhiễm trùng; trong tương lai, protein có trong dịch nhày có thể tích hợp với các sản phẩm kháng khuẩn cho ra đời những sản phẩm hữu ích có khả năng ngừa bệnh như kem đánh răng, hoặc các loại mỹ phẩm, hay màng che phủ bảo vệ cho cơ thể.

Duy Hùng (Theo PS-9/2014)