Đó có thể là những phát kiến thay đổi những khía cạnh nhỏ trong cuộc sống hoặc tìm ra phương pháp chữa trị cho những căn bệnh hoành hành trên diện rộng. Thực sự, các nhà khoa học đã nỗ lực làm việc để đưa nhân loại tới một tương lai tươi sáng hơn.
Vắc-xin mRNA
Mặc dù, hầu hết mọi người đều biết rằng DNA là vật chất di truyền bên trong tế bào, nhưng ít người hiểu về vai trò của mRNA. DNA chứa các chỉ dẫn hướng dẫn các tế bào tạo ra các protein mà chúng ta cần. Vì DNA rất quan trọng nên thiên nhiên kỳ diệu đã tạo bản sao DNA trong mỗi tế bào.
Để ngăn chặn bất kỳ thiệt hại nào xảy ra, các tế bào của chúng ta tạo ra nhiều bản sao của các đoạn DNA mà chúng cần để hướng dẫn việc tạo ra protein. Những bản sao này được gọi là bản sao mRNA. Nếu bị hư hỏng, chúng chỉ bị loại bỏ.
Với suy nghĩ đó, các nhà khoa học đã tìm ra cách sử dụng mRNA để tạo ra một loại vắc-xin mới. Virus lây nhiễm vào cơ thể con người thông qua việc “tiêm” DNA của chúng vào tế bào người, từ đó buộc bộ máy tế bào của chúng ta tạo ra các protein virus bằng cách sử dụng DNA này.
Hầu hết, các loại vắc-xin liên quan đến việc sử dụng toàn bộ virus bất hoạt hoặc các mảnh virus và tiêm chúng vào cơ thể người. Điều này dạy cho cơ thể chúng ta cách tạo ra kháng thể chống lại virus.
Một loại vắc xin mới trong thử nghiệm lâm sàng loại bỏ sự cần thiết của virus trong vắc-xin. Thay vào đó, virus Moderna mới được tạo ra nhằm mục đích giải quyết virus gây ra Covid-19 bằng cách tiêm cho chúng ta một đoạn mRNA nhỏ để dạy các tế bào của chúng ta cách tạo ra một protein đột biến được tìm thấy ở bên ngoài virus. Khi các tế bào của chúng ta tạo ra protein này, hệ thống miễn dịch của chúng ta sẽ tấn công nó bằng cách tạo ra các kháng thể, mang lại cho chúng ta sự bảo vệ tương tự khi tiếp xúc với virus.
Phương pháp này đã đơn giản hóa rất nhiều quy trình phát triển vắc xin, vốn thường mất hơn 10 năm. Để chuyển từ giai đoạn lập kế hoạch đến thử nghiệm lâm sàng đầu tiên của vắc-xin Moderna chỉ mất hơn hai tháng. Nếu mọi việc suôn sẻ, nó có thể là vắc-xin chấm dứt đại dịch Coronavirus.
Bộ phận giả điều khiển bằng trí óc
Vào năm 2016, một nhóm nghiên cứu từ Đại học Pittsburgh, Trung tâm Y tế Đại học Pittsburgh (UPMC) và Đại học Chicago đã tặng một người đàn ông món quà của cuộc đời. Bị liệt sau một tai nạn xe hơi vào năm 2004, Nathan Copeland mất toàn bộ khả năng sử dụng cơ thể từ ngực trở xuống. Thật đáng kinh ngạc, giờ đây anh ấy có thể vừa cảm nhận và điều khiển chi giả chỉ bằng trí óc của mình.
Bước tiến lớn về mặt khoa học này được thực hiện bằng cách cấy các điện cực vào các vùng não của Copeland có chức năng kiểm soát chuyển động và cảm giác chạm. Khi Copeland nghĩ về việc di chuyển cánh tay của mình, các điện cực này sẽ giải thích hoạt động từ các tế bào não của anh để di chuyển cánh tay robot. Khi có thứ gì đó chạm vào bàn tay robot, các cảm biến sẽ gửi tín hiệu điện kích thích não Copeland cảm nhận được sự chạm vào đó.
Viện Y tế quốc gia đang cung cấp tổng cộng 7 triệu dollar cho Pitt, UPMC và Chicago để tiếp tục nghiên cứu trong lĩnh vực này.
Hiểu sâu sắc hơn căn bệnh Autism
Tự kỷ từ lâu đã là một chứng rối loạn bị hiểu lầm vì nguyên nhân rất khó tìm ra. Điều này đã dẫn đến một loạt lý thuyết, từ cách tiếp cận khoa học cho rằng, đây là một chứng rối loạn di truyền đến các nhóm Facebook và các blogger đổ lỗi cho việc tiêm chủng. Những người mắc chứng tự kỷ thường thiếu các kỹ năng giao tiếp xã hội và biểu hiện các hành vi hoặc lời nói lặp đi lặp lại. Mức độ của các triệu chứng có thể rất khác nhau, làm cho nó trở thành một rối loạn phổ biến, gây khó khăn cho nhiều gia đình.
Bằng cách phân tích DNA của trẻ tự kỷ so với DNA của cha mẹ chúng, các nhà khoa học tại Bệnh viện Trẻ em bị bệnh ở Toronto đã có một khám phá quan trọng. Có những vùng DNA trong cơ thể được gọi là vùng lặp lại. Chúng là một mẫu của chuỗi DNA được lặp lại nhiều lần.
Các nhà khoa học Toronto này phát hiện ra rằng trẻ tự kỷ thường có số lần lặp lại song song gấp đôi hoặc gấp ba lần mà cha mẹ chúng có. Những lần lặp lại song song này càng lớn, chúng càng làm suy giảm chức năng của gen. Ở trẻ tự kỷ, sự lặp lại song song đã được tìm thấy trong các gen liên quan đến chức năng não.
Bằng cách xác định hiện tượng kỳ lạ này, các nhà khoa học có thể tìm ra một phương pháp mới để chẩn đoán chứng tự kỷ. Ngoài ra, điều này cung cấp sự hiểu biết rõ ràng hơn về những gì gây ra chứng tự kỷ, tạo điều kiện để phát triển các phương pháp điều trị mới. Một số nhà khoa học cũng tin rằng, một kiểu giãn nở lặp lại song song tương tự có thể là nguyên nhân của chứng động kinh và các rối loạn như tâm thần phân liệt.
Điều trị bệnh Alzheimer
Trong não, protein tau được tìm thấy trong tế bào thần kinh, có nhiệm vụ giúp giữ các sợi trục của chúng lại với nhau. Nơ ron là các tế bào thần kinh gửi tín hiệu qua các sợi trục của chúng. Khi chúng cách gửi những tín hiệu này, chúng ta trải nghiệm những cảm giác như chạm vào chẳng hạn.
Ở những người bị bệnh Alzheimer, các protein tau bị rối loạn bên trong các sợi trục thần kinh. Điều này ngăn cản các tín hiệu truyền xuống các sợi trục và dẫn đến các vấn đề về hoạt động của não. Ngoài ra, sự tích tụ của một loại protein khác được gọi là beta-amyloid tạo thành khối giữa các nơ-ron, cũng hạn chế hoạt động của nơ-ron.
Vào năm 2019, NeuroEM Therapeutics, Inc., đã thử nghiệm một chiếc mũ có thể đeo được truyền sóng điện từ qua não để phá vỡ sự tích tụ của các protein này. Nghiên cứu lâm sàng đầu tiên trên tám bệnh nhân cho thấy bảy người đã có một số chức năng nhận thức trở lại. Các nghiên cứu mở rộng hơn đang được tiến hành để cố gắng xác nhận những kết quả này.
Các phòng thí nghiệm độc lập đã thực hiện các thí nghiệm tương tự trên chuột và nhận thấy rằng chức năng nhận thức được cải thiện khi tiếp xúc với sóng điện từ. Mặc dù vẫn còn là buổi sơ khai đối với phương pháp điều trị này, nhưng nó có thể mang lại tia hy vọng cho những người bị bệnh Alzheimer. Cho đến nay, các phương pháp điều trị bằng thuốc đối với bệnh Alzheimer mới chỉ có thể làm chậm lại một cách nhẹ nhàng sự tiến triển của nó, vì vậy việc tìm ra các phương pháp tiếp cận mới cho vấn đề này là niềm hy vọng mới cho những bệnh nhân Alzheimer.
Vắc-xin cúm phổ quát
Chúng ta cần tiêm phòng cúm hàng năm vì các chủng virus cúm có thể thay đổi hàng năm. Vắc-xin cúm tạo ra phản ứng miễn dịch chống lại phần đầu của protein trên virus cúm. Protein này được gọi là HA.
Phần đầu của HA thay đổi thường xuyên vì nó có thể đột biến nhanh chóng. Do đó, chúng ta cần tiêm phòng cúm mới hàng năm để cung cấp miễn dịch chống lại đầu HA mới.
Vấn đề này có thể sớm được loại bỏ. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng gốc của protein HA, có nhiệm vụ giữ phần đầu, lại không thay đổi. Nó tương đối ổn định giữa các chủng cúm.
Một loại vắc xin mới được tạo ra bởi các nhà khoa học của Trung tâm Nghiên cứu vắc xin của NIAID vừa được thử nghiệm lâm sàng. Vắc-xin này nhắm mục tiêu vào thân của HA, thay vì phần đầu. Nếu điều này thành công, một loại vắc xin duy nhất sẽ giúp chúng ta miễn dịch với hầu hết các chủng cúm trong một thời gian dài hơn. Có thể sẽ phải mất một thời gian nữa chúng ta mới biết được hiệu quả của loại vắc-xin này, nhưng đó là một bước tiến lớn đối với việc tìm ra loại thuốc tiêm phòng cúm phổ biến chỉ dùng một lần.
Khám phá virus Medusa
Một loại virus mới được phân lập từ một suối nước nóng ở Nhật Bản được gọi là “Medusavirus”. Cái tên này xuất phát từ con quái vật thần thoại Medusa, quái vật có quyền năng biến nạn nhân thành đá khi họ nhìn vào mắt cô. Theo cách tương tự, Medusavirus biến vật chủ amip của nó thành đá bằng cách cướp máy móc tế bào của chúng.
May mắn thay, loại virus này không thể lây nhiễm sang người. Nhưng nó có một bộ protein khá thú vị gọi là histone. Chúng được sử dụng để đóng gói DNA trong nhân của tế bào. Tuy nhiên, virus không có nhân và virus Medusa cũng không ngoại lệ.
Các nhà khoa học tin rằng điều này có thể cung cấp cái nhìn sâu sắc về sự sống của sinh vật nhân chuẩn. Sinh vật nhân chuẩn là tế bào có nhân, giống như nhân tạo nên cơ thể chúng ta. Khi vi rút lây nhiễm sang tế bào vật chủ, chúng có xu hướng để lại dấu vết trên DNA của tế bào vật chủ còn sống. Đôi khi virus cũng lấy chuỗi DNA từ vật chủ. Về cơ bản, vật chủ và virus tiến hóa cùng nhau.
Do đó, việc tìm ra cách virus Medusa thu được các protein histone này có thể cho chúng ta cái nhìn sâu sắc về cách các tế bào ban đầu tiến hóa để trở thành các tế bào hiện đại phức tạp ngày nay.
Vi sinh ăn kim loại
Trong nhiều năm, các nhà khoa học và các kỹ sư đã tự hỏi tại sao các cục ôxít mangan tích tụ dưới đáy biển, cũng nhưo hợp chất này tích tụ trong các đường ống nước. Nhà khoa học Jared Leadbeater thuộc Caltech cuối cùng đã trả lời được một phần những câu hỏi này, khi ông để đồ thủy tinh chứa mangan cacbonat ngâm trong bồn rửa của mình khi đi công tác xa.
Khi quay trở lại, cacbonat mangan có màu kem bình thường đã biến thành oxit mangan màu đen. Sau khi tái tạo tình huống trong một thí nghiệm với cả lọ đã khử trùng và chưa tiệt trùng, Leadbeater nhận thấy rằng chỉ có những lọ chưa tiệt trùng mới chuyển sang màu đen. Điều này có nghĩa là một số loại vi khuẩn đã gây ra phản ứng.
Sau khi thử nghiệm thêm, Leadbeater và nhóm của ông đã thu hẹp danh sách xuống còn hai vi khuẩn. Họ phát hiện ra rằng các tế bào vi khuẩn này có thể ăn các electron trong mangan để tạo ra năng lượng cho chính chúng và để lại oxit mangan.
Đây là lần đầu tiên các nhà khoa học tìm ra vi khuẩn có thể sử dụng mangan làm nguồn năng lượng. Khám phá này có thể giúp chúng ta hiểu thêm về cách mangan, một nguyên tố rất phổ biến, đã giúp cho việc hình thành sự tiến hóa của hành tinh này như thế nào.
Phép màu cho bệnh Ebola
Mặc dù chúng ta đang ở giữa một đại dịch do virus Corona chủng mới gây ra, nhưng nhiều người vẫn không quên rằng mới chỉ cách đây không lâu, nỗi lo về đại dịch còn tập trung vào Ebola. Căn bệnh do virus này bắt đầu với những cơn sốt và những cơn run rẩy, sau đó, tiến triển thành chảy máu không kiểm soát và suy các cơ quan.
Căn bệnh thường gây tử vong này đã được nghiên cứu trong nhiều năm. Vào năm 2019, một thử nghiệm lâm sàng đã xác định một liệu pháp điều trị bằng thuốc mới giúp giảm tỷ lệ tử vong từ 75% xuống 29%. Nếu bệnh nhân Ebola được điều trị sớm, tỷ lệ tử vong giảm xuống còn 6%.
Loại thuốc mới này của Regeneron chứa một hỗn hợp các kháng thể, được tạo ra bởi các tế bào miễn dịch của chúng ta để loại bỏ nhiễm trùng khỏi cơ thể chúng ta. Các kháng thể này đặc biệt tấn công virus Ebola.
Rất khó để tạo ra kháng thể trong phòng thí nghiệm vì chúng cần hoạt động trong cơ thể người mà không bị hệ thống miễn dịch tấn công. Ngoài ra, virus Ebola có thể thay đổi hình dạng. Đây là lý do tại sao phải sử dụng hỗn hợp các kháng thể khác nhau trong điều trị. Liệu pháp mới này hiện đang được thử nghiệm và có thể sớm trở thành công cụ cứu cánh cho căn bệnh tai ác này.
