Hành trình chinh phục đỉnh cao công nghệ sinh học

Ngã rẽ bất ngờ

Sinh ra tại Nha Trang (Khánh Hòa), những năm học THPT ở khối chuyên Sinh, cậu học trò Trần Văn Hiếu ấp ủ ước mơ làm bác sĩ với tâm niệm cứu người, giúp đời. Tốt nghiệp THPT, Hiếu đăng ký thi vào Trường Đại học Y Dược TPHCM để thực hiện ước mơ nhưng thiếu mất 0,5 điểm. Sau đó anh rẽ sang ngành công nghệ sinh học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên (Đại học Quốc gia TPHCM) và khóa sinh viên đầu tiên của ngành này.

“Lúc đó, tôi vẫn nuôi ước mơ làm bác sĩ bằng cách thi lại vào năm sau. Nhưng những thứ được học trong ngôi trường mới đã thay đổi tất cả”, GS Hiếu cho biết. Niềm đam mê công nghệ sinh học được thắp lên trong cậu sinh viên với những kiến thức được truyền đạt hàng ngày. Anh có cơ hội làm nghiên cứu nhiều hơn khi đặt ra các vấn đề và học cách tư duy, suy luận để giải quyết và kiểm chứng chúng.

Tốt nghiệp đại học, anh học tiếp thạc sĩ tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên (Đại học Quốc gia TPHCM), sau đó học tiếp tiến sĩ tại Trường Đại học Würzburg (Cộng hòa Liên bang Đức), chuyên ngành Miễn dịch - nhiễm trùng. Anh được phong PGS năm 2016 và GS năm 2024 khi 44 tuổi. Hiện, anh là Trưởng phòng thí nghiệm cảm biến sinh học, Khoa Sinh học - Công nghệ sinh học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên (Đại học Quốc gia TPHCM).

Nghiên cứu là để có sản phẩm, với tâm niệm này GS Hiếu cùng cộng sự tham gia Chương trình Nghiên cứu Tây Nam Bộ giai đoạn 2018 - 2021 với sản phẩm que test nhanh bệnh hoại tử gan tụy cấp trên tôm. Đây là bệnh dịch rất nguy hiểm bắt nguồn từ Trung Quốc giai đoạn 2009 - 2010 khiến tôm chết hàng loạt và sau đó lây truyền sang Việt Nam. Ban đầu, tác nhân gây bệnh hoại tử gan tụy cấp trên tôm chưa được xác định. Tuy nhiên, vài năm sau, các nhà khoa học xác định rằng hai loại độc tố ToxA và ToxB chính là thủ phạm gây ra tình trạng tôm chết hàng loạt.

Phương pháp xử lý thông thường phải lấy mẫu bệnh đem phân tích và phải mất 2 - 3 ngày sau mới có kết quả. Khi đó nguy cơ thiệt hại và lây lan diện rộng hơn sẽ rất rõ. Trước thực trạng này, GS Hiếu và các cộng sự nghiên cứu chế tạo bộ test nhanh tác nhân gây bệnh và cho kết quả sau 10 - 15 phút, độ chính xác trên 90%.

Theo GS Hiếu, sử dụng que test chỉ cần nhúng vào đầu tôm lấy mẫu bệnh sau đó kiểm tra bằng phương pháp hiện vạch so với đối chứng, tương tự test nhanh Covid-19. Phương pháp này giúp chủ ao nuôi xác định mầm bệnh ngay trong giai đoạn tôm giống để loại bỏ chúng. Nếu không may tôm bị nhiễm bệnh thì chủ ao sẽ thực hiện ngay các biện pháp cách ly để phòng tránh lây lan.

“Nhóm đang phân tích cơ chế gây độc và tác động lên tế bào của tôm. Sau đó, chúng tôi dùng các công cụ phân tích theo dõi cách các độc tố tác động lên tôm và tìm biện pháp ngăn chặn chất độc bám lên tế bào gan, tụy tôm.

Nhóm đã cử chuyên gia sang Nhật Bản, sử dụng các thiết bị hiện đại để đánh giá và thiết kế các thuốc protein chặn độc tố”, GS Hiếu nói và chia sẻ, nghiên cứu này đã có doanh nghiệp đồng ý thương mại hóa và đang trong quá trình hoàn thiện thủ tục. Dự kiến giá thương mại bộ test vào khoảng 100.000 đồng, tương đối phù hợp để các chủ ao tôm mua sắm.

Trăn trở với vắc-xin

Bên cạnh các nghiên cứu trong ngành thủy sản, GS Hiếu cùng cộng sự luôn trăn trở với việc tạo ra vắc-xin thế hệ mới. Anh nói, các dạng vắc-xin hiện nay chủ yếu dạng tiêm. Tuy nhiên, với những bệnh đường hô hấp, vắc-xin dạng tiêm không đáp ứng tại vị trí nhiễm ở phổi. Do đó cần loại dạng hít để tăng khả năng đáp ứng, tiêu diệt và loại bỏ virus tốt hơn.

Tương tự với các bệnh đường ruột, vắc-xin dạng uống sẽ có hiệu quả đáp ứng tốt hơn dạng tiêm. Tuy nhiên theo GS Hiếu, rào cản trong nghiên cứu hiện nay là dạng tiêm được xây dựng theo quy trình truyền thống, nên việc phát triển các loại vắc-xin đường hít sẽ gặp khó khăn.

Mặt khác, vắc-xin dạng hít sẽ gặp vấn đề là trong phổi có lớp màng nhầy và luôn di chuyển, thay mới liên tục. Khi vắc-xin được đưa vào nó có khả năng bị loại bỏ, nên phải tính toán liều lượng phù hợp và nghiên cứu bào chế đi vào đúng nơi cần tiêu diệt virus gây bệnh theo cơ chế nhắm trúng đích. “Đây là quá trình nghiên cứu rất dài với nhiều giai đoạn khác nhau để cho ra kết quả cuối cùng”, GS Hiếu nói.

Trong một nghiên cứu khác, GS Hiếu và các cộng sự chế tạo ra một dạng gel giúp da liền nhanh hơn sau bỏng. Thử nghiệm trên chuột ở độ bỏng mức 3 cho thấy, tốc độ liền vết thương khi sử dụng gel nhanh hơn so với chuột không sử dụng.

Theo GS Hiếu, bệnh nhân khi bị bỏng rất ngại thay băng, với khu vực bị bỏng càng rộng thì bị tiết dịch ngày càng nhiều. Vấn đề đặt ra là phải nghiên cứu sản phẩm vừa có khả năng hút dịch, vừa có thể liền da nhanh, giảm đau đớn cho bệnh nhân. Dạng gel nhóm nghiên cứu chế tạo xuất phát từ cơ chế con người bị tổn thương ngoài da sẽ tự sản sinh ra dạng protein có khả năng kích thích liền da.

Từ cơ sở này, nhóm nghiên cứu tự tạo ra lượng protein này ở lượng lớn hơn và cấy trở lại trên da dạng gel bôi hoặc miếng dán trong suốt bằng polymer phân hủy sinh học hoặc dạng phun tùy theo nhu cầu người dùng. Ngoài nhanh lành vết thương, sản phẩm còn không để lại sẹo lồi, giúp người bệnh tăng tính thẩm mỹ khi hoàn thành điều trị. Hiện, nhóm nghiên cứu đang phối hợp một bệnh viện để xây dựng mô hình thử nghiệm nhằm tiến tới các bước tiếp theo.

Hơn 20 năm nghiên cứu khoa học, đến nay, GS Hiếu có gần 100 công bố khoa học, trong đó có 40 công bố trên các tạp chí uy tín thế giới và có 35 bài báo là tác giả chính. GS Hiếu còn là tác giả duy nhất của 1 sách chuyên khảo từ nhà xuất bản uy tín trong nước, 2 giáo trình và 1 sách hướng dẫn. Giành nhiều thành tích khoa học nhưng GS Hiếu luôn trăn trở và mong muốn nghiên cứu của nhà khoa học sẽ được thương mại hóa, giải quyết những vấn đề bức thiết của xã hội.

“Nhà khoa học ai cũng muốn nghiên cứu của mình được ứng dụng, không ai muốn cất ngăn kéo cả. Nhưng muốn vậy các cơ chế thủ tục hành chính, xác định quyền sở hữu, định giá sản phẩm… cần được thực hiện với quy định thuận lợi hơn cho nhà khoa học”, GS Hiếu nói.