Giải Nobel y sinh học 2011: Vai trò của nhiễm

Phóng to

Mô hình hóa khả năng phòng vệ của hệ thống miễn dịch bẩm sinh trước sự xâm nhập của vi khuẩn - Ảnh: Reuters

Giải Nobel y sinh học năm 2011 được trao cho hai khám phá liên quan đến hệ miễn dịch. Giáo sư Beutler và Hoffmann được ghi nhận vì khám phá liên quan đến sự kích hoạt của hệ thống miễn dịch bẩm sinh hay nội miễn dịch (innate immunity). Phân nửa giải được trao cho giáo sư Steinmann vì khám phá liên quan đến hệ miễn dịch đáp ứng (adaptive immunity). Những khám phá này được đánh giá đã mở ra nhiều xu hướng trong việc phát triển các liệu pháp điều trị và phòng chống các bệnh nhiễm, ung thư và bệnh viêm.

Bệnh vì hệ miễn dịch rối loạn

Để hiểu ý nghĩa của những khám phá này, có lẽ cần phải nhắc lại một số kiến thức rất cơ bản về hệ thống miễn dịch. Có lẽ bệnh mãn tính có liên quan đến hệ thống miễn dịch mà chúng ta có thể nghĩ đến là viêm khớp, kể cả viêm khớp dạng thấp và lupus. Bệnh này là hệ quả của sự rối loạn trong hệ thống miễn dịch. Hiểu được cơ chế của sự rối loạn này là một chìa khóa để điều trị bệnh.

Có thể nói ví von rằng hệ thống miễn dịch là “bộ quốc phòng” trong cơ thể chúng ta. Chức năng chính của hệ thống miễn dịch là bảo vệ cơ thể chống lại nhiễm trùng hay sự tấn công của các vi khuẩn và vi trùng.

Hệ thống miễn dịch được chia thành hai nhóm: hệ thống miễn dịch bẩm sinh và hệ thống miễn dịch thích ứng. Hệ thống miễn dịch bẩm sinh sẵn sàng tấn công và phòng vệ bất cứ “kẻ thù” nào tấn công cơ thể. Một khi cơ thể bị nhiễm trùng hay có dấu hiệu nhiễm trùng, hệ thống miễn dịch bẩm sinh lập tức được kích hoạt.

Hệ thống miễn dịch thích ứng thì có “kẻ thù” cụ thể. Khi những tác nhân gây bệnh xâm phạm cơ thể, hệ thống miễn dịch thích ứng cần một thời gian “suy nghĩ” xem “kẻ thù” thuộc thành phần nào và sẽ hình thành chiến lược chống trả. Điều kỳ diệu của hệ thống miễn dịch thích ứng là nó nhớ những kháng nguyên (antigens) mà hệ thống từng “gặp mặt” và phản ứng nhanh khi gặp lần tới.

Trong nhiều thập niên qua, rất nhiều nghiên cứu nguyên nhân của các bệnh miễn nhiễm tập trung vào việc tìm hiểu hệ thống miễn dịch thích ứng. Xu hướng này có lý do chính đáng vì hệ thống miễn dịch thích ứng có khả năng độc đáo là sản sinh các kháng sinh miễn dịch. Nhưng gần đây, nhiều nhà khoa học bắt đầu chú ý đến vai trò của hệ thống miễn dịch bẩm sinh vì hệ này cũng đóng vai trò quan trọng trong các bệnh tự miễn như viêm khớp.

Tác nhân đóng vai trò quan trọng trong hệ thống miễn dịch thích ứng là các tế bào dendritic (viết tắt là DC - dendritic cells). DC là những tế bào có chức năng kiểm soát sự đáp ứng của hệ miễn dịch thích ứng. DC “vây bắt” các kháng nguyên, xử lý và “dẫn độ” chúng đến bề mặt của tế bào để phục vụ các chức năng phòng vệ. Giáo sư Ralph Steinman khám phá DC vào năm 1972 (tức gần 40 năm trước). Lúc đó, ông chú ý đến một quần thể tế bào có hình dạng như nhánh cây đá trong lá lách, nhưng sau đó người ta biết DC có mặt trong tất cả mô lympho.

Vài năm gần đây, người ta phát hiện rằng DC cũng đóng vai trò cầu nối giữa hệ miễn dịch bẩm sinh và hệ miễn dịch thích ứng. Với phát hiện mới này, rất nhiều nhóm nghiên cứu trên thế giới tập trung vào tìm hiểu cơ chế của DC. Có giả thuyết cho rằng DC có thể sử dụng như là một liệu pháp điều trị miễn dịch, nhưng đến nay hình như ý tưởng này vẫn còn trong giai đoạn trứng nước.

Thời kỳ mới chống ung thư

Y khoa trải qua những giai đoạn thăng trầm qua những xu hướng khoa học. Trong những thập niên trước, nghiên cứu về di truyền học và sinh học phân tử được xem là “nóng”, là “thời trang”, hiểu theo nghĩa nhiều người dấn thân vào các chuyên ngành này do dễ tiến thân và cơ hội thăng tiến. Nhưng mấy năm gần đây di truyền học và sinh học phân tử đã nhường chỗ cho miễn dịch học, một ngành được xem là thời thượng hiện nay.

Các tập san miễn dịch học có chỉ số tác động cao ngất ngưởng. Giới làm nghiên cứu trong lĩnh vực miễn dịch học cũng nhận được tài trợ nhiều hơn các ngành khác. Nói chung, có thể nói rằng giới nghiên cứu miễn dịch học đang ở trong thời vàng son.

Trào lưu tập trung vào miễn dịch học cũng dễ hiểu. Nói một cách công bằng, y khoa hiện đại là một cuộc chiến chống bệnh tật. Ngày nay, chúng ta biết rằng rất nhiều bệnh xuất phát từ rối loạn hệ thống miễn dịch. Ngay cả những bệnh như tim mạch và ung thư, thậm chí loãng xương, nhiều nghiên cứu gần đây cho thấy cơ chế phát sinh bệnh có thể xuất phát từ hệ miễn dịch. Do đó sự ứng phó của hệ thống miễn dịch như là hệ phòng chống bệnh là một khái niệm dễ hiểu.

Trong hệ thống này, các phân tử và tế bào trở thành chiến binh trong cuộc chiến, với tất cả những từ ngữ quân sự như xâm lăng, kẻ thù, tuyển mộ, huy động, tìm và diệt... Những từ ngữ quân sự này xuất hiện dày đặc trong các sách giáo khoa, bài báo khoa học về miễn dịch học.

Trong vài năm gần đây, giới y khoa đã bắt đầu nghi ngờ giá trị thực tế của giải thưởng Nobel y sinh học. Vài năm trước đây, giải thưởng được trao cho các nhà khoa học nghiên cứu về... mùi vị. Trước đó, giải thưởng được trao cho các nhà khoa học với những công trình chẳng liên quan gì đến y khoa. Năm 1949, giải Nobel được trao cho một bác sĩ giải phẫu (Moniz) vì phẫu thuật thùy não, hay lobotomy (hay còn gọi là leucotomy) trong việc chữa trị chứng loạn thần kinh (psychotic).

Trước khi phẫu thuật được ứng dụng, bệnh nhân phải chịu nhiều cực hình như bị “nhốt” trong một lồng sắt (straitjackets), tắm bằng nước lạnh, rồi mới đến giải phẫu và giật điện. Ngày nay phẫu thuật thùy não được xem là một phẫu thuật vi phạm y đức. Do đó không ít nhà nghiên cứu chẳng để ý đến ai được hay không được giải thưởng này, vì họ cho rằng giải thưởng này ngày càng đi xa tôn chỉ của ông Alfred Nobel. Thật vậy, giải thưởng Nobel được thiết lập theo di chúc của ông Alfred Nobel, trong đó ông viết rằng giải thưởng nên trao cho “những ai đã đem lại lợi ích lớn nhất cho con người”.

Tuy không ai nghi ngờ rằng mô hình của ba nhà khoa học vừa đề cập thể hiện một bước đột phá trong nghiên cứu miễn dịch học, nhưng ứng dụng của khám phá này trong y học lâm sàng và điều trị bệnh nhân vẫn cần một thời gian dài. Nói cách khác, hiểu về hệ miễn dịch học qua DC hiện nay chưa đem lại lợi ích thực tế gì cho bệnh nhân, nhưng trong tương lai có thể sẽ mở ra nhiều nghiên cứu phát triển thành thuốc có ích.

Giáo sư Steinman khám phá ra DC, ông mắc bệnh ung thư tuyến tụy và liệu pháp điều trị thử nghiệm để kéo dài tuổi thọ cho ông chính là ứng dụng DC, nhưng vẫn không thể cứu sống ông để biết mình mới được giải Nobel.

Phóng to Ảnh: Reuters Bruce A. Beutler là một nhà miễn dịch học và di truyền học. Ông sinh ngày 29-12-1957. Hiện nay, ông là giáo sư và chủ nhiệm bộ môn di truyền học tại Viện nghiên cứu Scripps (San Diego, California). Tốt nghiệp cử nhân năm 18 tuổi, bác sĩ năm 23 tuổi. Năm 1986, ông được bổ nhiệm chức danh giảng viên của Đại học Texas (Dallas). Năm 1996 ông được bổ nhiệm phó giáo sư và năm 2000 (tức mới 43 tuổi) trở thành giáo sư thực thụ của Viện nghiên cứu Scripps. Ông xuất thân từ một gia đình “nòi”, thân phụ của ông cũng là bác sĩ y khoa và là một nhà di truyền học, từng là chủ nhiệm bộ môn di truyền học tại Viện Scripps. Phóng to Ảnh: Reuters Jules A. Hoffmann là công dân Pháp, sinh ở Luxembourg ngày 2-8-1941. Năm 2007, ông được bổ nhiệm làm chủ tịch Viện hàn lâm Khoa học Pháp. Ông tốt nghiệp tiến sĩ từ Đại học Strasbourg năm 1969, làm nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Viện nghiên cứu sinh hóa Philipps-Universitat (Đức) từ 1973-1974. Ông là thành viên của viện hàn lâm khoa học Đức và Nga. Phóng to Ảnh: Reuters Ralph M. Steinman mang quốc tịch Mỹ, gốc Canada (sinh ở Montréal, ngày 14-1-1943), là một nhà miễn dịch học và sinh học phân tử. Ông tốt nghiệp cử nhân từ Đại học McGill (Canada) năm 1963, tốt nghiệp bác sĩ từ Đại học Harvard năm 1968. Sau đó ông làm nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Đại học Rockefeller năm 1970, đến năm 1973 ông khám phá và đặt tên Dendritic cell (tế bào nhành cây). Năm 1972, ông được bổ nhiệm chức danh giảng viên, năm 1976 là phó giáo sư và 1988 trở thành giáo sư thực thụ. Tiếc thay, ông đã qua đời chỉ ba ngày trước khi giải Nobel y sinh học 2011 được công bố!