Trong số này có những phát minh trong lĩnh vực y sinh 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 ĐH Johns Hopkin vừa phát minh ra những công cụ thông minh, các hạt siêu nhỏ cấp sinh học 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 tế bào bình thường. Các tế bào mang kháng thể con người sẽ đảm nhận việc này bằng cách thu thập và hiển thị các mảnh vỡ 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 do 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.
Với phát hiện trên, các nhà khoa học đã thiết kế, kéo dài các hạt tròn thành dạng elip, nên nó gắn chặt vào các tế bào tự nhiên, làm tăng khả năng săn lùng tế bào ung thư, nhận biết nhanh và chính xác đâu là tế bào ung thư trá hình để tiêu diệt.
 |
| Virut gây bệnh truyền nhiễm ngày càng tiến hóa nhanh và nguy hiểm. |
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 virut 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 tỉ mỉ hệ gen các loại virut 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 virut và cả những điều gây cản trở các nghiên cứu khoa học. Ví dụ, các loại virut cúm dường như rất ổn định trong nhiều năm, nhưng đột nhiên phát triển thành dạng nguy hiểm hoặc có những loại virut chỉ xuất hiện ở một thời điểm và ở những vùng nhất định, hoặc “chờ thời” để bùng phát và có mức độ gây tử vong cao, như virut Ebola ở Tây Phi hiện nay chẳng hạn.
Mô hình của Katia Koelle đã chỉ ra hàng loạt các đột biến diễn ra âm thầm trong nhiều năm làm cho virut trở nên nguy hiểm mà con người chưa lường hết.
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, khi phơi ra môi trường hoặc làm thay đổi nó sẽ làm tăng nguy cơ gây bệnh.
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 nhầy mà nhiều người cho rằng vô dụng nhưng nhóm chuyên gia sinh học ở Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) vừa thực hiện thành công một nghiên cứu và phát hiện thấy dịch nhầy là một bộ lọc cực kỳ tinh vi và hiệu quả giúp ngăn chặn sự lây nhiễm virut, vi khuẩn thông qua cơ chế bẫy và giữ chân vi khuẩn có hại cho cơ thể con người.
Nghiên cứu trong phòng thí nghiệm, Katharina phát hiện thấy hóa chất có trong dịch nhầy 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 nhầy để sản xuất các loại dược phẩm thay cho kháng sinh để thay đổi các hành vi sinh vật. Tương lai, protein có trong dịch nhầy 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.
