Category Archives: SCIENCE

‘Ngày sau sỏi đá cũng cần có nhau’

Rất nhiều người than phiền rằng một trong những mất mát trong thời gian đại dịch là sự thấu cảm qua tiếp xúc và tương tác giữa người với người. Nhiều khi người ta chỉ cần một cái sờ tay, một ánh mắt, một lời nói cảm thông. Nhưng tất cả những nhu cầu đó bị hụt hẫng trong mùa dịch này. Giải thưởng Nobel Y sinh học năm nay giúp chúng ta hiểu hơn câu ‘cũng cần có nhau’.

Medicine Nobel goes to scientists who discovered biology of senses
Giáo sư Ardem Patapoutian (Viện Scripps) và David Julius (ĐH California tại San Francisco) chia xẻ Giải Nobel Y sinh học năm 2021. Hình: Nature

Chúng ta lệ thuộc vào 5 giác quan để cảm nhận thế giới chung quanh: thị giác, thính giác, vị giác, khứu giác, và xúc giác. Nói cụ thể hơn, chúng ta dùng quan sát bằng mắt, lắng nghe bằng lỗ tai, nếm mùi vị bằng miệng, cảm nhận mùi bằng mũi, và cảm giác bằng da. Không có những giác quan đó chúng ta khó tồn tại trong thế giới này.

Nghiên cứu về giác quan đã đem lại nhiều giải Nobel. Năm 1961, Georg von Békésy được trao giải nhờ khám phá liên quan đến thính giác. Năm 1967, giải thưởng Nobel được trao cho George Wald về thị giác. Năm 2004 Richard Axel và Linda Buck được vinh danh qua giải Nobel nhờ các công trình liên quan đến khứu giác. Năm nay, David Julius và Ardem Pataputian được trao giải thưởng để ghi nhận sự đóng góp xuất sắc của họ giúp chúng ta hiểu nhiều hơn về xúc giác.

Xúc giác là như là một hệ thống cảm quan. Chúng ta đi trên cát thì cảm thấy mềm mại và dễ chịu, nhưng nếu chúng ta đưa bàn chân vào lửa thì thấy không dễ chịu chút nào. Chúng ta thấy ‘Cát trắng thơm tho / lùa vào trong nắm tay’ cả một trời thơ mộng, nhưng nếu đưa cánh tay vào răng cưa thì thấy nguy hiểm. Chúng ta chào hỏi bằng một cái ôm (theo Tây) thì thấy tình cảm dâng trào, nhưng sự tiếp xúc bạo động thì lại thấy như có rủi ro (risk). Câu hỏi đặt ra là cơ chế nào trong cơ thể giúp chúng ta cảm nhận được và phân biệt giữa một sự tiếp xúc bằng da là trìu mền và một sự tiếp xúc nguy hiểm?

Protein cảm quan và trái ớt

Chừng 500 năm trước, René Descarte (Pháp) đã đưa ra giả thuyết rằng có những ‘sợi dây’ nối liền giữa các cơ phận trong da và não. Descarte cho rằng khi chúng ta đưa cái chân vào một cái lò lửa nóng, thì các sợi dây đó sẽ truyền tín hiệu đến não và não ‘lệnh’ cho cơ thể chúng ta có phản ứng thích hợp để tránh bị tổn thương.

Những ‘sợi dây’ mà Descarte nghĩ đến đó sau này chúng ta biết là các tế bào cảm quan (sensory neurons). Khi chúng ta cầm một tô phở nóng, các tế bào cảm quan sẽ gởi tín hiệu đến não (hệ thần kinh) và tín hiệu sẽ được xử lí ở đây để biết sự tiếp xúc đó là ok hay nguy hiểm.

Nhưng hệ thần kinh xử lí thông tin (còn gọi là sensory transduction) bằng cách nào? Hoá ra, nó xử lí bằng các thụ thể cảm quan (sensory receptor). Thụ thể thật ra là một loại protein, và nó có thể ví von như là cái ổ khoá, có nhiệm vụ nhận thông tin (và do đó có tên là receptor). Tương tự, thụ thể cảm quan có nhiệm vụ nhận tín hiệu hay thông tin khi da chúng ta tiếp xúc với một yếu tố bên ngoài như lửa hay một cái sờ.

Một trong những thụ thể quan trọng đó là TRPV1 (viết tắt từ transient receptor potential cation channel subfamily V member 1). Người khám phá ra thụ thể này là David Julius, 66 tuổi, một trong 2 khôi nguyên Nobel Y sinh học năm nay. David Julius là giáo sư sinh lí học thuộc Đại học California tại San Francisco (UCSF).

Julius phát hiện TRPV1 là một thụ thể cảm quan nhiệt độ qua … trái ớt. Ông quan sát rằng khi người ta ăn thực phẩm có chứa ớt thì có cảm giác cháy bỏng, có khi đau đớn. Trái ớt và tiêu có chứa một hoạt chất có tên là capsaicin và chính chất này làm cho trái ớt cay và nóng. Cách họ đi đến khám phá là thử nghiệm hàng ngàn protein sản sinh từ tế bào thần kinh cảm quan xem protein nào phản ứng với capsaicin. Qua nhiều thử nghiệm như thế, họ phát hiện protein TRPV1.

Nhóm Julius lại hỏi ‘vậy thì protein nào làm cho chúng ta cảm thấy mát và lạnh’? Lại làm thử nghiệm, và họ phát hiện ra protein có tên là TRPM8 (cũng ở trong da). Protein này được kích hoạt bởi các chất như  menthol hay trong điều kiện lạnh. Một protein khác có tên là TRPA1 cũng phản ứng khi tiếp xúc với các thực phẩm có mùi hăng và cay (như tỏi chẳng hạn).

Protein trìu mến, vuốt ve 

Khi được sờ chúng ta có cảm giác ấm. Trong khoa học có một thuật ngữ để mô tả trải nghiệm này: somatosensation. Chữ này được ghép từ hai chữ Anh: somato là thể chất, còn sensation là cảm giác. Thành ra, somatosensation có thể hiểu là cảm giác được sờ.

No photo description available.
Hình trên quantamagazine minh hoạ cho sự tiếp xúc qua tác nhân cơ học. Protein Piezo1 giúp chúng ta nhận ra một sự tiếp xúc trìu mến với một tiếp xúc nguy hiểm.

Khoa học phân biệt hai loại tác nhân kích thích: cơ họchoá học. Tác nhân kích thích cơ học bao gồm sờ qua da, hay cho da tiếp xúc với cát, cỏ, v.v. Tác nhân kích thích hoá học bao gồm những tiếp xúc với hoạt chất như ăn ớt hay tiếp xúc với sức nóng / lạnh chẳng hạn. Chúng ta đã thấy TRPV1 là một protein phản ứng khi da tiếp xúc những tác nhân kích thích hoá học.

May be an image of 1 person
Ôm nhau là một trong những yếu tố gây cảm hứng cho nghiên cứu khoa học và dẫn đến khám phá protein Piezo2

Câu hỏi là protein nào phản ứng khi da được kích thích bởi một tác nhân cơ? Chẳng hạn như khi được sờ, chúng ta có thể có cảm giác trìu mến và vuốt ve, nhưng cũng có những tiếp xúc không trìu mến như đụng phải một cái gai. Protein nào giúp chúng ta phân biệt hai loại phản ứng đó?

Giáo sư Ardem Patapoutian (khôi nguyên giải Nobel Y sinh học năm nay) và nhóm nghiên cứu phát hiện một protein [thụ thể] có tên là Piezo1 (lấy từ tiếng Hi Lạp có nghĩa là ‘sức ép’) phản ứng khi chúng ta tiếp xúc với một tác nhân kích thích cơ học.

Ngoài ra, nhóm của ông còn phát hiện một thụ thể khác có tên là Piezo2 giúp chúng ta cảm nhận được sờ. Piezo2 là một thụ thể nằm trên tế bào thần kinh ở trong da, và nó cảm nhận những cái sờ và vuốt ve. Những đứa trẻ sanh ra nếu không có thụ thể Piezo2 sẽ không biết được tay chân của họ ở đâu, và họ cảm thấy mất thăng bằng.

Ứng dụng

Các thụ thể cảm quan như TRPV1 và Piezo1 và Piezo2 giúp chúng ta cảm nhận được sự đau đớn, và do đó có nhiều ứng dụng trong lâm sàng. Chẳng hạn như các công ti dược sản xuất thuốc ức chế các thụ thể đó để giảm đau cho bệnh nhân. Ví dụ như opoid có thể ‘đóng cửa’ thụ thể TRPV1 và do đó có hiệu quả giảm đau rất tốt.

Ứng dụng của Piezo1 còn tìm thấy trong các chuyên ngành khác như tim mạch, ung thư, chuyển hoá, v.v. Trong chuyên ngành loãng xương cũng có ứng dụng thụ thể Piezo1 để hiểu biết hơn quá trình chu chuyển xương và có thể sẽ trở thành một mục tiêu cho bào chế thuốc chống loãng xương.

Nhưng ở khía cạnh nhân văn, những công trình của hai khôi nguyên Nobel còn có ý nghĩa lớn hơn: giải thích tại sao chúng ta cần có nhau. Con người tìm đến với nhau bằng những cái sờ trìu mến, những cái vuốt ve yêu thương. Trịnh Công Sơn từng viết ‘Ngày sau sỏi đá cũng cần có nhau‘, thì đối với con người cái nhu cầu cần có nhau còn mạnh hơn nữa. Khoa học gặp nhân văn là ở đây vậy.

PS: cái note này chỉ muốn giới thiệu cho bài của tôi trên báo Tuổi Trẻ Cuối Tuần. Các bạn nhớ đón đọc.

Người sáng chế ra vaccine AstraZeneca

Nói về thành tựu nghiên cứu vaccine chống covid, không thể bỏ qua hai nhà khoa học sáng chế ra vaccine AstraZeneca: Sarah Gilbert và Andrew Pollard. Cả hai đều là giáo sư thuộc Đại học Oxford, Anh. Họ được báo Guardian xem là “Life Savers” (kẻ cứu người). Tôi nghĩ bà Sarah Gilbert rất đáng được giải Nobel.

Prof Sarah Gilbert: The woman who designed the Oxford vaccine - BBC News
Gs Sarah Gilbert, người đứngg đằng sau vaccine AstraZeneca

So với Katalin Kariko, bà Sarah Gilbert có một sự nghiệp ‘trôi chảy’ hơn nhiều. Bà Gilbert sanh năm 1962, tức năm nay mới 59 tuổi. Sau khi tốt nghiệp tiến sĩ năm 1986, bà làm nghiên cứu hậu tiến sĩ cho kĩ nghệ sản xuất bia, rồi làm việc cho một công ti sản xuất thuốc. Mãi đến năm 1994 bà quay lại nghiên cứu khoa học và việc đầu tiên là làm phụ tá trong labo nghiên cứu về sốt rét. Năm 1999 (27 tuổi) bà được bổ nhiệm làm giảng viên của ĐH Oxford; năm 2004 được đề bạt chức Reader (tức tương đương với ‘Phó giáo sư’) và năm 2010 (48 tuổi) thì được bổ nhiệm chức Giáo sư thực thụ. Từ đó, bà bắt đầu nghiên cứu vaccine mới cho bệnh cúm mùa với sự hỗ trợ của Quĩ Wellcome Trust.

Theo như bà mô tả, vaccine mới đó có cơ chế rất khác với vaccine ‘truyền thống’. Các vaccine cũ được thiết kế để sản xuất ra kháng thể chống lại virus, còn vaccine mới không sản xuất ra kháng thể mà chỉ kích thích hệ miễn dịch tạo ra tế bào T đặc hiệu cho virus cúm mùa. Thành ra, vaccine mới không cần phải thay đổi hàng năm như vaccine cũ. Vaccine mới được đưa vào thử nghiệm lâm sàng vào năm 2008 để chống virus cùam mùa H3N2 và thành công. Nhưng lúc đó ít ai chú ý đến thành tựu này.

Dùng kinh nghiệm trên, khi đại dịch Covid-19 xảy ra, Gilbert hợp tác với các giáo sư Teresa Lambe, Sandy Douglas, Catherine Green và Adrian Hill để nghiên cứu bào chế vaccine chống covid.

Để tạo ra vaccine chống covid, họ lấy một con virus cúm mùa vốn gây nhiễm các con khỉ, rồi thiết kế lại sao cho nó không thể lây nhiễm cho người. Sau đó, họ chỉnh sửa các chất liệu di truyền của con virus sao cho nó mang chất liệu di truyền giống như con vir Vũ Hán. Họ đưa con virus mới vào tế bào con người. Khi vào tế bào, nó kích thích hệ miễn dịch tấn công vào con virus. Về cơ bản họ giải thích như thế, tức là làm ra con virus Vũ Hán mới nhưng nó không có khả năng lây nhiễm để kích thích hệ miễn dịch.

Sau khi thử nghiệm thành công bước đầu, tập đoàn dược AstraZeneca bắt đầu tham gia sản xuất và thử nghiệm lâm sàng. Khi thử nghiệm lâm sàng, họ cần người có kinh nghiệm và đó là lúc Giáo sư Andrew Pollard liên quan.

Ông Pollard là một bác sĩ nhi khoa nhưng đã làm nhiều công trình nghiên cứu thử nghiệm lâm sàng (RCT) từ mấy chục năm qua. Ông cũng là giáo sư thuộc Đại học Oxford, nhưng có lẽ cao hơn bà Gilbert một bậc. Theo trang web ĐH Oxford mô tả, ông chủ yếu làm về thử nghiệm lâm sàng (RCT) vaccine ở Anh, Á châu, Phi châu và Châu Mĩ Latin. Ông có một sự nghiệp khoa học dài, đã hướng dẫn cho 37 nghiên cứu sinh tiến sĩ, công bố hơn 500 bài báo khoa học, được bầu làm viện sĩ Viện hàn lâm Y học của Anh năm 2016, và được phong tước ‘Sir’.

Tháng 4/2020, thử nghiệm lâm sàng bắt đầu, và đến cuối tháng 11/2020 thì mới có kết quả cho thấy vaccine có hiệu quả cao.  Cuối tháng 12/2020 thì các nhà chức trách y tế Anh phê chuẩn cho sử dụng vaccine AZ trong tình trạng khẩn cấp. Đầu tháng 1/2021 thì Anh bắt đầu tiêm chủng cho công dân.

Bây giờ thì chúng ta biết vaccine AZ đã được dùng khắp thế giới, trừ Mĩ. Ở Mĩ, ông Antony Fauci có vẻ không mặn mà với vaccine AZ, vì ông nói Mĩ đã có nhiều công ti sản xuất vaccine cho covi rồi. Còn FDA của Mĩ thì nói AstraZeneca cung cấp dữ liệu chưa đầy đủ để có thể kết luận về hiệu quả của vaccine AZ. Tổng thống Pháp thì nói hiệu quả của vaccine AZ giống như ‘giả’, nhưng sau này thì ông ấy thay đổi ý kiến và nói sẵn sàng chích vaccine AZ.

Nói chung, con đường vaccine AZ đến với thế giới khá là gập ghềnh. Báo chí gây ồn ào những ca đông máu, những trang web đưa thông tin giả về vaccine AZ, và những phát biểu của Fauci và Macron làm cho không ít người trên thế giới nghi ngờ hiệu quả của vaccine AZ. Nhưng thực tế là bài học tốt nhứt, và thực tế đã cho thấy những nước dùng vaccine AZ đã giảm nguy cơ tử vong và giảm nguy cơ nhập viện.

Một điểm cần nhấn mạnh là tập đoàn AstraZeneca đã hứa là không lấy lời từ vaccine AZ trong thời gian đại dịch còn hoành hành. Trong khi vaccine Moderna lấy giá 25-37 USD mỗi liều và Pfizer thì ~20 USD một liều, vaccine AZ chỉ lấy giá 3-5 USD. Điều này cũng có nghĩa là người sáng chế (Sarah Gilbert) không hưởng lợi từ vaccine AZ.

Trước đây, bà Đồ U U (Tàu) được trao giải Nobel y học vì giúp hàng triệu người với bệnh sốt rét trên thế giới. Bà Sarah Gilbert cũng giúp cứu có lẽ hàng triệu người trên thế giới từ đại dịch covid, và do đó tôi nghĩ bà rất xứng đáng được trao giải Nobel.

Cạnh tranh trong khoa học ở Úc

Tuần qua là một thời điểm vinh quang cho vài người nhưng cũng là ‘ngày tang tóc’ cho nhiều đồng nghiệp khác của tôi. Đó là ngày mà Hội đồng Quốc gia về Y khoa và Y tế Úc công bố danh sách những nhà khoa học được trao giải Leadership Fellowship năm 2021 [1].

Năm nay, Đại học New South Wales (UNSW Sydney) có đến 33 nhà khoa học được trao giải thưởng Leadership Fellowship, trị giá lên đến ~61 triệu đôla [2]. So với năm ngoái với 22 người và 30 triệu đôla [3] thì kết quả năm nay quá đẹp.

Tôi gắn bó với UNSW và UTS, nhưng năm nay UTS chỉ có 1 người duy nhứt được trao giải thưởng Leadership Fellowship. Kết quả này chắc sẽ là đề tài mổ xẻ trong vài tháng tới đây và tôi càng bận rộn.

Ở Úc, chương trình NHMRC Leadership Fellow là chương trình danh giá nhứt trong giới khoa học. Những người này được xem là ‘elite’ trong giới khoa học Úc, vì họ có thành tích khoa học không chỉ xuất sắc mà phải vượt trội cấp quốc tế. Những người được trao giải thưởng kèm theo một ngân sách cho nghiên cứu và lương bổng suốt 5 năm liền. NHMRC chia các fellow thành 5 bậc:

  • Emerging Leadership 1 (cho những người sau 5 năm sau PhD)
  • Emerging Leadership 2 (5-10 năm hậu tiến sĩ)
  • Leadership 1 (10-15 năm hậu tiến sĩ)
  • Leadership 2 (15-20 năm hậu tiến sĩ)
  • Leadership 3 (trên 20 năm hậu tiến sĩ)

Các fellowship này có tính cạnh tranh khá cao. Ứng viên phải bỏ ra vài tháng để soạn hồ sơ khoa học, và hồ sơ phải qua quá trình bình duyệt đến 6 tháng trời. Mỗi hồ sơ có đến 6 chuyên gia bình duyệt, và họ cho điểm từ dưới trung bình đến ngoại hạng.

Thành tích nghiên cứu (10 năm qua) và công bố khoa học của các leadership fellow thuộc NHMRC

Chỉ sốEL1EL2L1L2L3
Tuổi trung bình3540455260
Số bài báo khoa học công bố 10 năm3878110173186
Số bài trong nhóm top 10% trích dẫn1227415167
Số bài trong nhóm top 10% tập san18406079105
Số trích dẫn (sự nghiệp)60020006200770023000
Chỉ số H (sự nghiệp)  384674
Tác động chuyên ngành (field-weighted citation impact)3.863.813.652.872.90

Các con số là trung bình hoặc trung vị. Số liệu trích từ “DrData” trên twitter.

Năm nay có 1722 giáo sư và giảng viên đệ đơn, nhưng chỉ có 254 người (15%) thành công, cao hơn năm ngoái chừng 1.5%. Số người được trao Leadership 3 (cao nhứt) năm nay là 51, so với 45 người năm ngoái.

Sự hiện diện của người gốc Việt trong nhóm này rất rất hiếm. Nhìn qua danh sách năm nay chỉ thấy 1 người mang họ Việt trong nhóm EL2. Năm ngoái cũng có 1 (hay 2) người trong nhóm EL này. Người Việt chúng ta (và Á châu nói chung) còn phải làm quen với văn hoá khoa học để vươn lên trong môi trường cạnh tranh rất cao này.

___

[1] https://www.nhmrc.gov.au/funding/data-research/outcomes

[2] https://newsroom.unsw.edu.au/news/science-tech/unsw-tops-australian-universities-61m-nhmrc-investigator-grants

[3] https://newsroom.unsw.edu.au/news/health/unsw-awarded-30m-health-and-medical-research-funding