Giải Nobel về sinh lý học hoặc y học năm 2023 thuộc về Katalin Karikó và Drew Weissman vì đã khám phá, việc biến đổi mRNA – một dạng vật liệu di truyền mà cơ thể con người sử dụng để sản xuất protein – có thể làm giảm các phản ứng viêm không mong muốn và cho phép nó được đưa vào tế bào.

Mặc dù, tác động của những phát hiện của họ, có thể chưa rõ ràng vào thời điểm hơn 1 thập kỷ trước, nhưng công trình của họ đã mở đường cho sự phát triển của vắc xin, chẳng hạn vắc xin theo công nghệ mRNA của Pfizer-BioNTech và Moderna COVID-19, cũng như nhiều ứng dụng điều trị khác hiện nay.

Khoa học cơ bản là gì?

Nghiên cứu cơ bản, một loại nghiên cứu với mục tiêu bao quát là tìm hiểu các hiện tượng tự nhiên, như cách thức hoạt động của tế bào hoặc cách chim có thể bay.

Các nhà khoa học thường đặt ra những câu hỏi cơ bản, chẳng hạn: Như thế nào, tại sao, khi nào, ở đâu, và sự hiểu biết về thế giới tự nhiên.

Các nhà nghiên cứu đôi khi tiến hành nghiên cứu cơ bản với hy vọng cuối cùng sẽ phát triển được công nghệ hoặc thuốc dựa trên nghiên cứu đó. Nhưng điều mà nhiều nhà khoa học thường làm trong giới học thuật là đặt ra những câu hỏi cơ bản, kèm theo câu trả lời có thể hoặc không bao giờ dẫn đến ứng dụng thực tế.

Con người và toàn bộ thế giới động vật đều có tính tò mò!

Một số khám phá khoa học cơ bản nào – có ảnh hưởng lớn đến y học?

Giải thưởng Nobel về sinh lý học hoặc y học năm 2023 ghi nhận công trình khoa học cơ bản, được thực hiện vào đầu những năm 2000.

Khám phá của Karikó và Weissman về việc sửa đổi mRNA để giảm phản ứng viêm trong cơ thể – cho phép các nhà nghiên cứu tận dụng nó để tạo ra các loại vắc xin cải tiến.

Một ví dụ khác là việc phát hiện ra thuốc kháng sinh, dựa trên một quan sát bất ngờ. Vào cuối những năm 1920, nhà vi trùng học Alexander Fleming đang nuôi một loài vi khuẩn trong phòng thí nghiệm của mình và phát hiện, đĩa Petri vô tình bị nhiễm nấm Penicillium notatum.

Ông nhận thấy rằng, bất cứ nơi nào nấm phát triển, nó đều cản trở hoặc ức chế sự phát triển của vi khuẩn. Alexander Fleming tự hỏi, tại sao điều đó lại xảy ra và sau đó tiếp tục phân lập penicillin – loại thuốc kháng sinh được chấp thuận sử dụng trong y tế vào đầu những năm 1940.

Phát hiện của Alexander Fleming mở ra thời đại về thuốc kháng sinh.

Giải Nobel về sinh lý học hoặc y học năm 1952 được trao cho Selman Waksman vì phát hiện ra streptomycin, loại kháng sinh đầu tiên điều trị bệnh lao.

Nghiên cứu cơ bản thường liên quan đến – phát hiện một điều gì đó ‘gây ngạc nhiên’. Những khám phá ban đầu bắt đầu từ một quan sát cơ bản, đặt câu hỏi đơn giản: “Làm thế nào”? Dựa trên nghiên cứu đó, các ứng dụng trong y học sẽ tiếp tục được phát triển.

Tại sao phải mất quá nhiều thời gian để chuyển từ khoa học cơ bản sang một sản phẩm thực tế hoặc công nghệ mới?

Khám phá sửa đổi mRNA có thể được coi là đang trên đà phát triển tương đối nhanh từ khoa học cơ bản đến ứng dụng.

Chưa đầy 15 năm trôi qua, kể từ thời điểm phát hiện của Karikó và Weissman đến vắc xin ngừa Covid-19. Tầm quan trọng về khám phá của họ được đặt lên hàng đầu với đại dịch và hàng triệu sinh mạng đã được cứu.

Hầu hết các nghiên cứu cơ bản sẽ không được tung ra thị trường cho đến vài thập kỷ, sau khi nó được công bố lần đầu trên tạp chí khoa học.

Một lý do là vì nó phụ thuộc vào nhu cầu. Ví dụ, một vài căn bệnh đặc biệt chỉ ảnh hưởng đến một số ít người sẽ nhận được ít sự quan tâm và tài trợ hơn, những căn bệnh phổ biến – như ung thư hoặc tiểu đường.

Các công ty không muốn chi hàng tỷ đô la để phát triển một loại thuốc mà chỉ mang lại lợi nhuận nhỏ từ khoản đầu tư của họ. Tương tự như vậy, vì lợi tức đầu tư cho nghiên cứu cơ bản thường không rõ ràng.

Một lý do khác là văn hóa. Các nhà khoa học được đào tạo để theo đuổi nguồn tài trợ và hỗ trợ cho công việc của họ ở bất cứ nơi nào. Nhưng đôi khi điều đó không dễ dàng.

Một ví dụ điển hình về điều này là khi bộ gen con người lần đầu tiên được giải trình tự vào đầu những năm 2000.

Rất nhiều người nghĩ rằng, giải được trình tự gen sẽ dẫn đến phương pháp điều trị và chữa khỏi nhiều bệnh khác nhau. Nhưng điều đó đã không xảy ra, bởi vì có rất nhiều sắc thái trong việc chuyển tải nghiên cứu cơ bản sang ứng dụng lâm sàng.

Những kết quả nghiên cứu ở cấp độ tế bào hoặc động vật, có thể không thành công ở người. Có nhiều bước và nhiều lớp trong quy trình để đạt được điều đó.

Tại sao khoa học cơ bản lại quan trọng?

Đối với tôi, lý do quan trọng nhất, nghiên cứu cơ bản là cách chúng tôi đào tạo và cố vấn cho các nhà khoa học tương lai.

Trong môi trường học thuật, việc nói với sinh viên: “Hãy cùng phát triển vắc xin mRNA” hay “mRNA hoạt động như thế nào trong cơ thể” sẽ ảnh hưởng đến cách họ tiếp cận khoa học.

Họ thiết kế thí nghiệm như thế nào? Họ bắt đầu nghiên cứu tiến lên hay lùi lại? Họ có bàn luận hay thận trọng trong cách trình bày những phát hiện của mình không?

Hầu hết các nhà khoa học đều được đào tạo theo khuôn khổ nghiên cứu cơ bản về cách đặt câu hỏi và thực hiện phương pháp khoa học.

Bạn cần hiểu cách thức, thời điểm và vị trí các mRNA được sửa đổi, trước khi có thể bắt đầu phát triển vắc xin mRNA.

Tôi tin rằng, cách tốt nhất để truyền cảm hứng cho các nhà khoa học tương lai là khuyến khích họ mở rộng trí tò mò để tạo ra sự khác biệt.

Khi viết luận văn, tôi dựa vào những nghiên cứu được xuất bản vào cuối những năm 1800 và đầu những năm 1900.

Nhiều nghiên cứu trong số này vẫn được trích dẫn trong các bài báo khoa học ngày nay.

Khi các nhà nghiên cứu chia sẻ công việc của họ, dù nó có thể không phải hôm nay hay ngày mai, hay 10 đến 20 năm sau, nó sẽ có ích cho người khác trong tương lai.

Bạn sẽ làm cho công việc của một nhà khoa học tương lai dễ dàng hơn một chút và tôi tin rằng đó là một di sản tuyệt vời.

Một quan niệm sai lầm phổ biến về khoa học cơ bản là gì?

Vì rất khó thấy được tác dụng tức thời của khoa học cơ bản, nên người ta dễ nghĩ rằng, loại nghiên cứu này là lãng phí tiền bạc hoặc thời gian.

Tại sao các nhà khoa học lại nuôi muỗi trong các phòng thí nghiệm này? Hoặc tại sao các nhà nghiên cứu lại nghiên cứu các loài chim di cư?

Lập luận tương tự đã được đưa ra với thiên văn học.

Tại sao chúng ta chi hàng tỷ đô la để đưa mọi thứ vào không gian? Tại sao chúng ta lại nhìn ra rìa vũ trụ và nghiên cứu các ngôi sao, khi chúng ở cách xa hàng triệu tỷ năm ánh sáng? Nó ảnh hưởng đến chúng ta như thế nào?

Cần có nhiều kiến ​​thức khoa học hơn vì nếu không có nó, có thể gây khó hiểu tại sao nghiên cứu cơ bản lại cần thiết cho những đột phá trong tương lai sẽ có ảnh hưởng lớn đến xã hội.

Trong ngắn hạn, khó có thể thấy được giá trị của nghiên cứu cơ bản. Nhưng về lâu dài, lịch sử đã chỉ ra rằng, rất nhiều thứ chúng ta coi là đương nhiên, chẳng hạn như các thiết bị y tế thông thường như tia X, tia laser và MRI, đều đến từ những thứ cơ bản mà con người khám phá ra trong phòng thí nghiệm.

Và nó vẫn đề cập đến những câu hỏi cơ bản – chúng ta là loài tìm kiếm câu trả lời cho những điều chúng ta không biết.

Chừng nào sự tò mò, còn là một phần của con người, thì chúng ta sẽ luôn tìm kiếm câu trả lời.

Tác giả: André O. Hudson, trưởng khoa khoa học, giáo sư hóa sinh, Viện công nghệ Rochester

Xem thêm: Một Atto Giây Là Gì? Nghiên Cứu Về Nó Đã Đoạt Giải Nobel Vật Lý