Vài thành tựu khoa học nổi bật nhất của Năm 2022

 Trần Minh Quân

Nhân dịp cuối năm 2022,Trần Minh Quân xin gửi đến Quý thân hữu những tóm lược về vài thành tựu về Sinh học và Sức khỏe, nổi bật nhất trong năm qua, theo sự xếp hạng của Tạp chí Scientific American (20 Dec, 2022)

Theo Tanya Lewis, năm 2022 là một na7m nhiều khó khăn về vấn đề Chăm sóc Sức khỏe. Dịch bệnh Covid tiếp tục gây rắc rối cho dân chúng : các trường hợp nhiễm bệnh vẫn còn cao và tử vong cũng còn nhiều..Vài bệnh khác, tưởng đã quên được như đậu mùa, cúm, sưng phổi do siêu vi RSV..Nhưng không phải toàn tin xấu mà cũng có những hy vọng về các tiến bộ trong sinh học và y học, đáng chú ý trong dịch tễ học (epidemiology), tiến hóa của nhân loại và trí khôn nhân tạo (Artificial Intelligence =AI)

1-   Vaccines chống Covid được cải thiện và cập nhật

     Sự kiện tìm và phát minh ra các loại thuốc chủng ngừa Covid chỉ trong vòng một năm sau khi xác định được  tác nhân gây bệnh, siêu vi coronavirus SARS-CoV-2, đáng xem là thành quả lớn nhất của Y học trong vài năm qua. Hai trong số các thuốc chủng hữu hiệu nhất, được bào chế theo kỹ thuật mRNA đã chứng minh được khả năng bảo vệ chống nhiễm bệnh và giúp giảm tử vong do bệnh gây ra. Nhưng siêu vi trùng lại tiếp tục biến đổi và nhiều chủng mới tiếp tục xuất hiện ‘biết’ tránh né Hệ miễn nhiễm của cơ thể và các khoa học gia  đã tìm được phương thức chống đỡ với các thuốc chủng cải biến nhằm cả siêu vi nguyên thủy cùng các biến chủng Omicron.Thuốc chủng bivalent , với một số kết quả lâm sàng đáng khích lệ.

   Xin mời đọc lại bài : “Chích hay không chích ? Mũi thứ mấy rồi đó “ (TMQ)

 

                                        

 

2- Giải Nobel  : Khám phá về Tiến hóa của Con người

   Giải Nobel năm 2022 về Y học (Physiology & Medicine) được trao cho Svante Paabo do các khám phá của Ông liên quan đến các liên hệ di truyền học giữa các Thủy tổ của loài người (hominin ancestors)*. Nhà di truyền học người Thụy Điển này đang là Giám đốc nghiên cứu tại Department of Evolutionary Genetics tại Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology ở Leipzig, Đức đã đi tiên phong về các phương pháp tái tạo các DNA cổ xưa. Ông và các cộng tác viên đã giải trình tự (sequenced) bộ gen  (genome) của những người cổ Neanderthal* và tìm ra được một loài hominin mới : Người Denisovans. Khám phá này dẫn đến một phát giác (revelation) bất ngờ và lạ lùng, là Con người cổ đại tiên khởi đã giao phối trộn giống (interbreed) với những loài species nay đã tuyệt chủng ? Các cuộc giao phối thời thượng cổ đã đem đến các đặc điểm sinh học (traits) hiện còn gặp tại một số dân tộc có khả năng sống tại những vùng có độ cao, rất cao và tại một số dân tộc dễ bị nhiễm siêu vi như Covid..

* Hominini là một tông primate (khỉ, dạng tiền tiến hóa) bao gồm những loài sau đó có loài tiến hóa thành con người và một loài rất giống người, gồm Homo = người , Pan = Khỉ chimpanzee ; Khỉ đột và đười ươi không thuộc nhóm này.

* Neanderthals, loài sinh vật đã tuyệt chủng, sống tại vùng Âu-Á , Eurasia cách nay khoảng 40 ngàn năm, có những đặc điểm sinh học và di truyền rất giống Người hiện đại (Homo sapiens)

 

                                                       
 

3- Làm sống lại bộ phận đã chết.. của heo

    Giống như một Chương trong Truyện rùng rợn Frankenstein, một nhóm khoa học gia tại Đại học Yale đã thiết kế được một hệ thống tiêm truyền (perfusion) để tái tạo được sự sống cho một bộ phận của heo sau khi con vật đã chết. Hệ thống mang tên OrganEX bơm một hỗn hợp gồm máu và dịch dinh dưỡng đầy đủ, vào toàn bộ các mạch máu thuộc hệ tuần hoàn của con vật sau khi đã chết được 1 giờ. Các tế bào tại các bộ phận chính (heo đã bị gây mê và giết), không chỉ sinh tồn mà cón cho thấy một số dấu hiệu sửa chữa và điều chỉnh lại.. (sau 6 giờ được nối với OrganEX). Thử nghiệm thực hiện vào tháng 8-2022 đã  bổ túc thêm các kết quả của năm 2019, một thử nghiệm dùng OrganEx đã tái tạo được sự tuần hoàn trong óc của heo đã chết

   Các thử nghiệm và kết quả sinh học trên, đặt lại một câu hỏi quan trọng về Y đức (Ethics) là  Định nghĩa giữa Sống và Chết ?

  Hơn nữa, hệ thống này có thể giúp giữ được các bộ phận của heo, sau khi chết, Trong tương lai cũng có thể áp dụng (?) cho các bộ phận của người, giữ được lâu hôn khi cần chờ đợi để được  ghép-chuyển bộ phận sống (transplant)

https://news.yale.edu/2022/08/03/yale-developed-technology-restores-cell-organ-function-pigs-after-death

 

                                                  
 

Hình của Yale University về tiêm truyền vào các bộ phận và tái phục hồi tế bào qua OrganEx

4- Bí mật về (poop=phân) người trong nước thải công cộng

   Câu chuyện có vẽ ‘không thanh, tục hay thiếu tế nhị’ nhưng thực tế là ‘phân’ người, với các nhà khoa học lại chứa một kho dữ liệu (‘cornucopia’) các thông tin về bệnh truyền nhiễm. Nhờ các hệ thống theo dõi thành phần nước thải nên các nhà khoa học đã xác định được các trọng điểm của các trường hợp nhiễm Covid và các biến chủng mới của SARS-CoV-2 tại những vùng  này trước khi siêu vi gây bùng phát các ca bệnh.

(mẫu, thu tự động từ nước thải được đưa về phân tích , giải mã di truyền để xác định SARS -CoV-2, các hệ thống tự động giúp thu các mẫu theo các tiêu chuẩn vệ sinh, ít tốn phí)

   Chương trình nghiên cứu nước thải “Covid Poops 19″ được thực hiện toàn cẩu : theo dõi SARS-CoV-2 RNA, có thể dự báo sư bùng phát của các ca nhiễm, trước khi xảy ra từ 2 đến 14 ngày, giúp các nơi được báo động, thực hiện sớm các thử nghiệm định bệnh.

 

                                            
 

Cũng nhờ theo dõi các đường cống thoát nên các nhà khoa học đã tìm ra siêu vi gây bệnh sốt tê liệt, polio (bệnh được xem là đã xóa hẳn tại nhiều nơi trên thế giới) nay  tái hiện tại cống rãnh Tiểu bang New York và tại Ạnh..Cách thức theo dõi và kiểm soát này cũng có thể giúp phát hiện đường hướng sử dụng ma túy của các nhóm cư dân, cùng mức độ kháng thuốc của các vi khuẩn.. Các chương trình này đang là Chủ đề quan trọng cho Hệ thống Y tế Công cộng toàn cầu

5- Không khí trong nhà : Vấn đề sức khỏe ?

Trước khi xảy ra đại dịch Covid, không khí bên trong nhà không được nhiều người quan tâm ? Nhưng trong vài năm qua, rõ rệt nhất là siêu vi SARS-CoV-2 đã lan truyền dưới dạng  những hạt li ti rất nhỏ bay trong không khí, có thể tập họp tại không khí bên trong nhà và gây nhiễm bệnh. Hiện nay một vấn đề đang được nghiên cứu khẩn cấp là thông khí các building và thanh lọc không khí chúng ta thở..

    CDC (Cơ quan Kiểm soát Dịch bệnh Hoa Kỳ) đã khuyến cáo và đưa ra các phương thức nhằm giảm các nguy cơ tiếp xúc với siêu vi Covid qua việc cải thiện thông khí (ventilation) tại các nơi cư trú và sinh hoạt như văn phòng, cửa hàng và cả tư gia . Nồng độ các hạt siêu vi thường cao hơn trong nhà, hơn là ngoài trời nơi chỉ cần những làn gió nhẹ cũng đủ phân tán siêu vi; nồng độ vi khuẩn càng thấp thì lượng hít vào phổi cũng thấp,  bám vào mắt và miệng cũng ít đi. Các phương thức phòng vệ do thông khí  có khả năng giúp giảm lây nhiễm  các bệnh gây ra do siêu vi (Ventilations in Buildings ;  CDC June 2, 2021)

    Thanh lọc không khí (air filtration) cũng là một phương pháp thực tiễn giúp ngăn ngừa những sự nhiễm bệnh do những vi trùng xâm nhập cơ thể theo đường hít thở. Các hệ thống thanh lọc cần phù hợp với những nơi sinh hoạt và tùy tư gia cư trú. Hệ thống lọc cũng có nhiều loại, dùng các vật liệu khác nhau như cellulose, bông gòn thủy tinh, sợi thủy tinh trộn cùng nhựa hay acrylic để kết dính..Về cơ học cũng có nhiều phương thức lọc không khí như tác động =impactions; ngăn cản =interception; trầm lắng =sedimentation; khuếch tán=diffusion và thu hút tĩnh điện..

 

                                      
 

6- Trí khôn nhân tạo (AI) giúp giải quyết các vấn nạn quan trọng trong Sinh học

Một trong những vấn đề khó giải quyết nhất cho các Nhà Sinh học là tiên đoán cấu trúc ba chiều (three-dimensional structure) của các protein từ các trình tự (sequence) acid amin . Trong năm 2022, một chương trình AI do Công ty DeepMind thiết lập AlphaFold đã giải được Cấu trúc ba chiều của khoảng 200 triệu proteins, rất hữu dụng cho các nghiên cứu về sinh học, dược học và thực phẩm

   Software AlphaFold 1 (2018) tiên đoán được khá chính xác về cấu trúc protein , và AlphaFold 2 (2020) còn tăng thêm mức chính xác, được đánh giá là ‘siêu việt’ (giúp tìm được cấu trúc của spike protein  của siêu vi SARS-C0V-2, để có thể chế tạo thuốc chủng và AlphaFold 2 cũng giúp xác định cấu trúc của protein ORF3a, là protein giúp Siêu vi phá hoại tế bào ký chủ, khi phân lập và tạo ra chuỗi phản ứng sưng viêm gây nhiều trường hợp tử vong vì covid.

                    Hình dưới : Cấu trúc Protein các cấp

 

                                            
 

                                                                                           

                                                                                                    Trần Minh Quân 12/2022