Từ trái ớt ở siêu thị tới giải Nobel Y học danh giá

"Khả năng cảm nhận nóng, lạnh và xúc giác của chúng ta có vai trò quan trọng đối với khả năng sinh tồn. Đây là nền tảng cho tương tác giữa chúng ta với thế giới xung quanh," Hội đồng Nobel tại Viện Karolinska (Thụy Điển) khẳng định, đồng thời nhấn mạnh công trình của 2 nhà khoa học đã đặt nền móng cho các nghiên cứu sâu rộng, giúp con người gia tăng hiểu biết một cách nhanh chóng về cơ chế cảm nhận nóng, lạnh cũng như các kích thích cơ học.

Hội đồng Nobel cho biết: "Trong cuộc sống hằng ngày, chúng ta coi những cảm giác này là đương nhiên, nhưng làm thế nào các xung thần kinh bắt đầu để có thể cảm nhận được nhiệt độ và áp suất? Câu hỏi này đã được giải bởi những người đoạt giải Nobel năm nay".

Nhà khoa học David Julius đã sử dụng capsaicin, một hợp chất cay từ ớt gây ra cảm giác nóng, để xác định một cảm biến trong các đầu dây thần kinh của da phản ứng với nhiệt. Trong khi đó, nhà khoa học Ardem Patapoutian đã sử dụng các tế bào nhạy cảm với áp suất để khám phá ra một loại cảm biến mới phản ứng với các kích thích cơ học trong da và các cơ quan nội tạng.

Những khám phá của hai nhà khoa học David Julius và Ardem Patapoutian đã giúp giải thích cách thức hệ thống thần kinh của con người phát đi các tín hiệu đối với nhiệt độ nóng - lạnh và xúc giác. Các kênh ion được xác định là quan trọng đối với nhiều quá trình sinh lý và tình trạng bệnh tật. Theo Hội đồng Nobel, những phát hiện của ông Julius và Patapoutian đang được sử dụng để phát triển phương pháp điều trị cho hàng loạt tình trạng bệnh, trong đó có đau mãn tính.

Ông Julius chia sẻ mình đã "đứng hình" khi nhận được cuộc gọi từ Hội đồng Nobel. "Tôi thực sự không nghĩ điều đó sẽ xảy ra… Tôi còn tưởng đây chỉ là một trò đùa," vị giáo sư của Trường ĐH California (Mỹ) nói. Ông Julius sẽ chia đôi khoản tiền thưởng trị giá 10 triệu krona Thụy Điển (hơn 1,14 triệu USD) với ông Patapoutian, giáo sư của Viện Nghiên cứu Scripps Research (Mỹ).

"Đây là phát hiện rất thông minh, bởi ớt, hoặc chất capsaicin trong hạt tiêu, được biết đến như tác nhân kích thích các dây thần kinh hoặc cơn đau. David Julius hiểu được nghiên cứu sẽ trở nên đột phá nếu nó giúp ta hiểu về cơ chế phân tử của quá trình này," Thomas Perlmann, Tổng thư ký Ủy ban Nobel, nhận định.

Để thành công với khám phá này, Julius và nhóm của ông đã tạo ra một thư viện gồm hàng triệu đoạn DNA tương ứng với các mã gen được biểu hiện trong các tế bào thần kinh cảm giác, có thể phản ứng với đau, nóng và tiếp xúc. Sau đó, họ cắm các gen từ bộ sưu tập này vào các tế bào thường không phản ứng với capsaicin để tìm ra bộ gen duy nhất gây ra sự nhạy cảm.

Julius sau đó nhận ra thụ thể (phân tử protein) capsaicin mà họ phát hiện cũng là thụ thể được kích hoạt ở nhiệt độ chạm ngưỡng đau, Ủy ban Nobel cho biết. Các nhà khoa học đang tìm hiểu xem liệu có thể lấy những thụ thể này làm mục tiêu để tạo ra thuốc giảm đau không chứa opioid hay không.

Nhà khoa học Julius đã quan tâm đến hệ thần kinh và các nghiên cứu về cảm giác đau khi còn là một tiến sĩ. Phần lớn công việc của ông tập trung vào cách capsaicin tác động mạnh mẽ đến hệ thần kinh của con người. Ông đặc biệt thích tìm hiểu về cơ chế hoạt động của chất dẫn truyền thần kinh như serotonin. Ý tưởng nghiên cứu về hoạt chất capsaicin đến tình cờ khi ông đang đi siêu thị cùng vợ. Nhìn vào những trái ớt cay xếp đầy trên kệ hàng, ông chợt nghĩ: "Vấn đề này có vẻ quan trọng và thú vị. Mình cần tìm hiểu nghiêm túc hơn".

Ông Mike Caterina, giáo sư giải phẫu thần kinh tại Trường Y John Hopkins, đã làm việc với ông Julius trong phòng thí nghiệm của ông với tư cách là một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ vào giữa những năm 1990 khi những khám phá đầu tiên về capsaicin trong ớt được thực hiện.

Ông Caterina nói: "Đó là một điều rất quan trọng trong lĩnh vực nghiên cứu cơn đau. Mọi người biết rằng thụ thể này tồn tại nhưng không có phân tích phân tử. Với nghiên cứu này, thụ thể được phát hiện được coi là nền tảng để điều chế các loại thuốc giảm đau an toàn, nhất là đặt nền móng cho các loại thuốc giảm đau không chứa opioid gây nghiện".

Chiến thắng của 2 nhà khoa học này khiến nhiều người không khỏi bất ngờ, bởi họ không nằm trong nhóm được dự đoán có khả năng đoạt giải cao nhất. Được kỳ vọng nhiều nhất là những người tiên phong trong hành trình phát triển công nghệ mRNA mở lối cho nỗ lực bào chế vaccine Covid-19 Pfizer/BioNTech và Moderna hoặc những nhà nghiên cứu hệ thống miễn dịch.

Về vấn đề này, Thư ký Hội đồng Nobel Thomas Perlmann khẳng định phát hiện của 2 ông Julius và Patapoutian là "quan trọng nhất" ở lĩnh vực sinh lý học và y học trong năm 2021. Với vaccine Covid-19, Hội đồng Nobel chỉ nói rằng thành tựu này được phát triển dựa trên những phát hiện cơ bản đã được đề cử.

Năm nay là năm thứ hai liên tiếp kể từ năm 1944, lễ trao giải Nobel truyền thống ở Stockholm (Thụy Điển) sẽ không thể diễn ra do ảnh hưởng của đại dịch Covid-19. Thay vì đến Stockholm để trực tiếp nhận huy chương và bằng khen từ tay Nhà vua Thụy Điển trong một buổi lễ trang trọng được tổ chức vào tháng 12 hàng năm, những người đoạt giải sẽ được trao các huy chương và bằng khen ngay tại quê nhà của họ.