Nhà khoa học bước ra từ bóng tối

Messenger Ribonucleic acid (mRNA) hay còn được gọi là RNA thông tin, là một chuỗi mã di truyền mà tế bào có thể “đọc” và sử dụng để tạo ra protein. Khi được dùng làm vaccine, mRNA hướng dẫn các tế bào trong cơ thể tạo ra mảnh protein gai giống của virus. Điều này giúp cho hệ thống miễn dịch phát hiện và nhận ra nó là vật lạ, sau đó sẵn sàng tấn công khi virus thật xâm nhập vào cơ thể. Công nghệ mRNA được chọn vì nó có thể phát triển nhanh chóng.

Các nhà sản xuất thậm chí không cần virus thật mà chỉ cần trình tự gene để tạo ra vaccine.“Thật ra đã có những thử nghiệm lâm sàng trước khi đại dịch Covid-19 xảy ra nhưng mọi người không biết”, bà Karikó tiết lộ sau khi biết mình đoạt giải Nobel Y sinh ngày 2-10 vừa qua. Theo bà, vaccine mRNA từng được thử nghiệm cho các bệnh khác như sốt rét, cúm và bệnh dại nhưng đại dịch Covid-19 đã thu hút nhiều sự chú ý hơn đến phương pháp này.

Với việc đoạt giải Nobel Y sinh 2023, Karikó là phụ nữ thứ 13 nhận được giải thưởng danh giá này và là công dân Hungary đầu tiên kể từ năm 1937 khi nhà khoa học Albert Szent-Gyorgyi phát hiện ra vitamin C.

Hành trình đi tìm mRNA

Karikó sinh ngày 17-1-1955 ở thị trấn Kisujszallas (Hungary) trong một gia đình làm nghề bán thịt. Say mê khoa học từ khi còn trẻ, Karikó lấy bằng tiến sĩ (TS) tại Trường Đại học Szeged và sau đó làm nghiên cứu sinh sau TS tại trung tâm nghiên cứu sinh học của trường. Trong suốt quá trình ngồi trên ghế nhà trường, Karikó theo đuổi công nghệ mRNA vì cô sớm nhận ra mRNA có chức năng truyền đạt thông tin quy định cấu trúc của protein. Tuy nhiên, hành trình nghiên cứu mRNA của Karikó không hề dễ dàng.

Nhà khoa học đồng chủ nhân giải Nobel Y sinh năm 2023 - Katalin Karikó. Ảnh: levif.be

Vào những năm 80 của thế kỷ 20, nền kinh tế Hungary gặp nhiều khó khăn nên quốc gia này không có tiền để tài trợ cho những nghiên cứu lớn như công nghệ mRNA. Rơi vào cảnh thất nghiệp ở tuổi 30, Karikó đi khắp các nước châu Âu để tìm việc làm nhưng không thành công. Năm 1985, Karikó quyết định cùng chồng con rời Hungary tới Mỹ lập nghiệp.

10 năm sau khi đến Mỹ là quãng thời gian khó khăn nhất trong cuộc đời của nhà khoa học người Hungary. Tại Trường Đại học Pennsylvania-nơi Karikó gia nhập năm 1990 - nghiên cứu sử dụng mRNA trong điều trị ban đầu không được coi trọng. Thậm chí, Karikó còn bị từ chối chức danh GS vào năm 1995 và bị giáng xuống cấp “nhà nghiên cứu đơn giản”.

May mắn tình cờ đến vào một chiều năm 1997 khi Karikó đi photocopy tài liệu. Tại đây, cô gặp GS miễn dịch học Drew Weissman. Trong lúc chờ photocopy, Karikó đã kể cho GS Weissman về công nghệ mRNA. Vào thời điểm trên, GS Weissman đang nghiên cứu về một loại vaccine ngừa bệnh AIDS dựa trên ADN nhưng không thành công. Karikó khuyên Weissman chuyển sang hướng tới công nghệ mRNA. Nhận ra đó là một nguồn tri thức vô giá, GS Weissman quyết định cộng tác với Karikó để cùng phát triển mRNA trong lĩnh vực y sinh học.

Sự hợp tác và xin tài trợ cũng không thuận buồm xuôi gió. TS Karikó nhớ lại, công việc của bà và GS Weissman bị nhiều người coi là viển vông, bị chính phủ và các công ty khước từ bất kỳ khoản tài trợ nào, thậm chí cả sự ủng hộ từ các đồng nghiệp cũng không có. Cùng chung chia sẻ, GS Weissman cho biết: “Chúng tôi hầu như không nhận được tiền. Mọi người không quan tâm đến mRNA. Những người xem xét tài trợ thì nói rằng, mRNA sẽ không phải là một liệu pháp tốt, vì vậy đừng bận tâm”.

Sự kiên trì được đền đáp

Sau 15 năm làm việc cùng nhau, vượt qua cả “núi” khó khăn, cuối cùng nhà khoa học Weissman và Karikó thành công khi phát hiện ra cách điều chỉnh nucleoside, vốn là các khối phân tử cấu tạo nên mRNA, tạo ra mRNA lai có thể xâm nhập vào tế bào mà không cần cảnh báo cho hệ phòng thủ của cơ thể.

Theo tờ The New York Times, trước đây, con người sử dụng vaccine dựa trên virus đã chết hoặc bị suy yếu để chống lại những căn bệnh như bại liệt, sởi và sốt vàng da. Sau đó, nhờ những tiến bộ của sinh học phân tử trong những thập niên gần đây, vaccine vector dùng mã di truyền virus để chống lại virus viêm gan B hay Ebola. Tuy nhiên, các công nghệ này đòi hỏi phải nuôi cấy tế bào quy mô lớn, sử dụng nhiều tài nguyên dẫn đến khó sản xuất vaccine nhanh chóng để đối phó với các đợt bùng dịch như Covid-19.

So với công nghệ truyền thống, mRNA hứa hẹn hiệu quả hơn, nhanh hơn, an toàn hơn, ít tác dụng phụ hơn. Vaccine công nghệ mRNA khi tiêm vào cơ thể sẽ xây dựng một “hệ thống phòng thủ” là những protein kháng thể để khi virus tấn công sẽ bị hệ thống này tiêu diệt. Nghiên cứu của bà Karikó và các cộng sự bảo đảm rằng RNA đi vào tế bào và hoạt động đúng chức năng mà không gây ra các phản ứng cytokine, không gây độc tính hoặc các tác dụng phụ.

Những phát hiện mang tính đột phá của hai nhà khoa học Karikó và Weissman đã thay đổi sự hiểu biết căn bản về cách mRNA tương tác với hệ miễn dịch của con người và nhanh chóng thu hút sự chú ý của giới khoa học. Trong số đó có nhà sinh học tế bào gốc Canada Derrick Rossi-người sau này đã góp phần sáng lập hãng dược Moderna và đối tác tương lai của Pfizer, BioNTech.

Vào ngày 8-11-2020, kết quả đầu tiên của nghiên cứu Pfizer/BioNTech được công bố cho thấy, vaccine mRNA cung cấp khả năng miễn dịch mạnh mẽ đối với virus SARS-CoV-2 gây Covid-19. Theo nhận xét của GS Paul Hunter thuộc Trường Đại học East Anglia (Anh), vaccine công nghệ mRNA là yếu tố quyết định giúp chấm dứt đại dịch Covid-19. “Nếu không có công nghệ mRNA, dịch Covid-19 có thể còn tệ hơn nhiều”, hãng tin AP dẫn lời ông Hunter cho hay.

Giờ đây, công nghệ mRNA được các nhà nghiên cứu tại Pfizer-BioNTech và Moderna ưa chuộng trong việc điều chế vaccine ngừa Covid-19. So với công nghệ truyền thống, vaccine ngừa Covid-19 sản xuất theo công nghệ mRNA hứa hẹn hiệu quả hơn, nhanh hơn, an toàn hơn, ít tác dụng phụ hơn. Công nghệ này cũng cho thấy những kết quả đầy hứa hẹn để chống lại các bệnh khác như HIV, ung thư và bệnh di truyền, có thể bảo vệ sức khỏe cho hàng tỷ người trên thế giới trong tương lai.

Sau nhiều thập kỷ đứng ngoài rìa cộng đồng khoa học, nỗ lực của TS Karikó và GS Weissman cuối cùng đã được công nhận. Giải Nobel Y sinh năm 2023 là sự đền đáp những cố gắng không mệt mỏi của nhà khoa học nữ Hungary đầy kiên cường khi bà vừa nghiên cứu, vừa chống chọi với căn bệnh ung thư.

ĐĂNG HOÀNG