Cuộc bầu chọn của Tạp chí Time năm nay vinh danh những “người tạo ra phép màu”-những nhà khoa học tìm ra công nghệ sản xuất vaccine mRNA phòng Covid-19. Bốn “người hùng của năm 2021”, các nhà khoa học Kizzmekia Corbett, Barney Graham, Katalin Kariko và Drew Weissman đã dành hàng chục năm nghiên cứu về RNA thông tin (mRNA) và virus, với niềm tin mãnh liệt rằng một ngày nào đó nhân loại sẽ cần được bảo vệ trước những mối đe dọa vô hình đó.
Thông thường, sẽ phải mất nhiều năm để sản xuất thành công một loại vaccine phòng bệnh. Với các loại vaccine phổ thông như sởi, bại liệt, hay viêm gan… được phát triển trên nguyên lý chung là sử dụng các virus bất hoạt hoặc đã được làm yếu nhằm kích hoạt kháng thể miễn dịch, các nhà khoa học cần nhiều thời gian để nuôi cấy virus hay protein của virus trong phòng thí nghiệm trước khi có thể tiêm an toàn vào cơ thể người.
Khác với các công nghệ cũ, vaccine dựa trên công nghệ mRNA ngừa Covid-19 đã được phát triển và đưa ra thị trường với tốc độ kinh ngạc, trong vòng chưa đầy 1 năm, như một “phép màu”. Nổi bật là sự ra đời của những vaccine mRNA của hãng dược phẩm Moderna (Mỹ) và Pfizer (Mỹ)/BioNTech (Đức) giữa thời điểm phần lớn hệ thống y tế trên thế giới còn đang quay cuồng trong cuộc đấu tranh giành giật sự sống cho các bệnh nhân Covid-19 nặng.
Khoảng một tháng sau khi nhóm bệnh nhân đầu tiên xuất hiện triệu chứng khó thở ở Vũ Hán (Trung Quốc), toàn bộ hệ gen của virus Sars-CoV-2, khoảng 30.000 nucleotide (cấu trúc tạo ra tế bào), đã được xác định, phân loại và công bố trực tuyến. Hai tuần sau đó, các cấu trúc gen đã được các nhà khoa học điều chỉnh và đưa vào máy tính để tạo ra vaccine mRNA phòng Covid-19, trước khi được thử nghiệm trên diện rộng và tiến tới phủ sóng trên toàn cầu.
Tốc độ phát triển nhanh chóng của vaccine mRNA ngừa Covid-19 chính là yếu tố giúp thế giới tránh khỏi nhiều mất mát và đau thương hơn. Song, quá trình phát triển vaccine, tưởng chừng như đơn giản và dễ dàng, lại là sự nỗ lực không ngừng từ hàng chục năm trước đó.
Tiến sĩ Katalin Kariko, xuất thân từ một gia đình nghèo tại một thị trấn nhỏ ở Hungary, tìm thấy đam mê với những nghiên cứu về RNA (vật chất di truyền giúp cơ thể tạo ra protein) tại Đai học Szeged. Từng nhiều lần thất bại trong việc điều chỉnh mRNA để kích hoạt hiệu quả hệ miễn dịch trong cơ thể người, phòng thí nghiệm của Kariko đã bị cắt kinh phí hoạt động, buộc bà và gia đình phải bán hết tài sản, rời quê hương năm 1985 để theo đuổi sự nghiệp nghiên cứu.
Đến Mỹ, những nghiên cứu của TS Kariko tiếp tục không đạt được hiệu quả mong đợi và thêm nhiều lần bị các trường đại học từ chối tài trợ. Chỉ khi gặp được bác sĩ, chuyên gia miễn dịch Drew Weissman, người cũng đang ấp ủ giấc mơ chữa khỏi những bệnh do virus, những nút thắt trong nghiên cứu của Kariko mới tìm thấy lời giải.
Bác sĩ Drew Weissman. Năm 2005, sự hợp tác giữa Kariko và Weissman đã tạo ra công nghệ sản xuất vaccine mRNA-nền tảng đột phá cho phép các nhà khoa học chỉ cần giải mã trình tự di truyền của virus, chọn ra các phần liên quan của bộ gen, xây dựng mRNA tương ứng với các hợp chất hóa học, rồi đưa nó vào bong bóng chất béo, qua đó tạo ra liều vaccine phòng bệnh hoàn chỉnh trong thời gian ngắn nhất.
Cũng phải mất 15 năm nữa, cùng với sự xuất hiện của virus Sars-CoV-2 có mức lây nhiễm nhanh chóng, thì cộng đồng khoa học trên thế giới mới thấy được tầm quan trọng của những khám phá của họ.
Giống như TS Kariko, TS Barney Graham cũng trải qua nhiều lần thất bại và bế tắc từ năm 1997, trong quá trình nghiên cứu cấu trúc của các protein trong virus. Phải đến năm 2019, sau sáu năm hợp tác với đội ngũ nghiên cứu của TS Kizzmekia Corbett và Moderna, họ mới cùng nhau tìm ra cách thức thiết kế protein gai phù hợp – phần của virus bám vào tế bào khỏe mạnh để kích thích hệ thống miễn dịch, để có thể tạo ra phản ứng tối đa trên cơ thể.
Nghiên cứu của Graham và Corbette về cấu trúc và protein gai mục tiêu cũng chính là nền móng để tạo ra loạt vaccine chống Covid-19 của Moderna, Pfizer/BioNTech, Johnson & Johnson, Sanofi và Novavax.
Giới nhà khoa học tin tưởng vaccine mRNA có tiềm năng làm thay đổi thế giới trong việc ngăn chặn các căn bệnh nguy hiểm khác như HIV/AIDS, ung thư hay cúm mùa…, dựa trên hai yếu tố: có thể được thay đổi linh hoạt và hoàn thiện nhanh. Các nhà khoa học có thể chỉnh sửa các sợi RNA khi cần thiết, để đối phó với các kháng nguyên khác nhau (các chất lạ được hệ thống miễn dịch xem là mối đe dọa) do mỗi mầm bệnh khác nhau mang theo. Công nghệ sản xuất vaccine mRNA cho phép thế giới tạo ra các “vũ khí chuyên dụng” hơn dựa trên các đặc điểm cụ thể của từng virus.
Các vaccine của Oxford/AstraZeneca hay Johnson & Johnson được phát triển bằng phương pháp truyền thống, cũng đã được điều chỉnh với tốc độ nhanh chóng để chống lại loại virus mới. Tuy nhiên, Tạp chí Time bình luận, “Corbett, Graham, Kariko và Weissman đã đạt được một bước đột phá quan trọng, khi giới thiệu một nền tảng để tạo ra vaccine sáng tạo và có hiệu quả cao dựa trên mRNA, có tầm ảnh hưởng đối với sức khỏe và hạnh phúc của chúng ta, không chỉ trong đại dịch này”.
Tương lai của công nghệ mRNA vẫn còn nhiều thách thức. Dù các vaccine mRNA ngừa Covid-19 cho đến nay không gây ra các phản ứng phụ nghiêm trọng trên diện rộng, nhưng công nghệ mRNA khi được áp dụng cho các bệnh khác vẫn cần có thêm thời gian thử nghiệm và nghiên cứu.
Với những thành quả đã đạt được, góp phần ngăn chặn đại dịch Covid-19, Kizzmekia Corbett, Barney Graham, Katalin Kariko và Drew Weissman xứng đáng được tôn vinh là những “người hùng của năm 2021”. Song, đối với bốn nhà khoa học, những lá thư cảm ơn từ các trại dưỡng lão, bệnh viện, cảnh đoàn viên hạnh phúc của các gia đình sau chuỗi ngày giãn cách và sự an toàn của cộng đồng mới chính là sự đền đáp lớn lao nhất dành cho những cống hiến từ “những người tạo ra phép màu”.
