Các nhà khoa học đoạt Giải Nobel Y sinh 2025 từ trái qua gồm: bà Mary Brunkow, ông Fred Ramsdell và ông Shimon Sakaguchi Ảnh: CNN
Hội đồng Nobel tại Viện Karolinska (Thụy Điển) cho biết ba nhà khoa học đã phát hiện tế bào T điều hòa (regulatory T cells) đóng vai trò “người bảo vệ”, ngăn các tế bào miễn dịch tấn công cơ thể. Nói cách khác, công trình của ba nhà khoa học này đã giúp ngăn chặn hệ miễn dịch tấn công chính cơ thể mình.
Vai trò của tế bào T
Hệ miễn dịch có nhiệm vụ bảo vệ cơ thể bằng cách phát hiện và loại trừ các tác nhân gây bệnh như vi khuẩn, vi rút, hay thậm chí cả tế bào ung thư.
Tuy nhiên, giống như một con dao hai lưỡi, các phản ứng viêm nhằm tiêu diệt vi khuẩn nếu không được kiểm soát có thể dẫn đến bệnh tự miễn, trong khi các phản ứng tiêu diệt tế bào ung thư nếu vượt ngoài tầm kiểm soát lại có thể gây tổn hại đến các tế bào khỏe mạnh.
Vậy làm thế nào để cơ thể giữ được sự cân bằng tinh tế của hệ miễn dịch? Tế bào T giúp cân bằng hệ miễn dịch bằng cách liên tục tuần tra khắp cơ thể. Khi phát hiện mối nguy như vi khuẩn hoặc tế bào bị nhiễm vi rút, chúng kích hoạt hệ miễn dịch tấn công để loại trừ mối đe dọa. Một số tế bào T khác có thể trực tiếp tiêu diệt các tế bào bị nhiễm vi rút hoặc tế bào ung thư.
Các nghiên cứu từ những năm 1980 cho thấy mỗi tế bào T được tạo ra trong tuyến ức mang một thụ thể đặc trưng (TCR). Các thụ thể này hình thành thông qua sự tái tổ hợp ngẫu nhiên của các đoạn gene, tạo ra vô số tổ hợp khác nhau. Chính sự ngẫu nhiên này khiến một số tế bào T có thể nhận diện và tấn công nhầm các thành phần của cơ thể.
Để ngăn chặn điều này, cơ thể thực hiện quá trình “tuyển chọn” trong tuyến ức – những tế bào T nhận diện kháng nguyên của chính cơ thể sẽ bị loại bỏ. Hiện tượng này được gọi là dung nạp trung ương (central tolerance). Tuy nhiên, không có cơ chế nào hoàn hảo, và một số tế bào T tự phản ứng vẫn có thể vượt qua quá trình sàng lọc và đi vào máu.
Giải Nobel năm nay vinh danh những phát hiện giúp giải thích cách cơ thể kiểm soát các tế bào này ở ngoại vi, nhằm ngăn chúng gây tổn hại cho chính cơ thể.
Phát hiện đột phá về hệ miễn dịch
Giáo sư Shimon Sakaguchi bắt đầu với một quan sát thú vị: khi loại bỏ tuyến ức – nơi tế bào T được tạo ra – ở chuột mới sinh, thay vì khiến hệ miễn dịch suy yếu, chuột lại phát triển các triệu chứng tự miễn nghiêm trọng.
Một số nhà khoa học thời đó cho rằng có thể tồn tại một nhóm tế bào T có khả năng ức chế hoạt động của hệ miễn dịch, thay vì kích hoạt nó.
Tuy nhiên, ý tưởng này bị bác bỏ vì đi ngược lại quan niệm truyền thống. Dù vậy, ông Sakaguchi vẫn kiên trì và tiến hành hàng loạt thí nghiệm để xác định chính xác loại tế bào có vai trò “phanh hãm” phản ứng miễn dịch này.
Năm 1995, ông công bố trên The Journal of Immunology một nhóm tế bào T mang thụ thể CD25 trên bề mặt, và đề xuất rằng chúng có chức năng ức chế và duy trì cân bằng miễn dịch. Phát hiện này đặt nền móng cho một hướng nghiên cứu hoàn toàn mới.
Điều thú vị là bài báo của ông không được đăng trên các tạp chí hàng đầu như Nature hay Science, bởi vào thời điểm đó, ý tưởng về tế bào T ức chế vẫn bị xem là điên rồ.
Trong dự án Manhattan phát triển bom nguyên tử, các nhà khoa học nghiên cứu hậu quả của phóng xạ đã vô tình tạo ra một dòng chuột có da bong vảy, gọi là chuột “scurfy”. Những con chuột đực này có da khô bong tróc, lá lách và hạch bạch huyết phì đại, và chỉ sống được vài tuần.
Đến đầu những năm 1990, các nhà nghiên cứu phát hiện rằng tế bào T của chuột scurfy tấn công chính cơ thể chúng, dẫn đến bệnh tự miễn.
Hai nhà khoa học Mary Brunkow và Fred Ramsdell quyết tâm tìm ra gene đột biến gây nên hiện tượng này với niềm tin rằng nó nắm giữ chìa khóa để hiểu cơ chế điều hòa miễn dịch.
Với trình độ khoa học thời bấy giờ, xác định một gene bệnh trong toàn bộ bộ gene chuột chẳng khác gì mò kim đáy bể. Tuy nhiên, nhờ sự kiên trì và phương pháp làm việc hệ thống, họ đã xác định rằng gene FoxP3 nằm trên nhiễm sắc thể X chính là nguyên nhân.
Cũng trong thời gian này, họ phát hiện một hội chứng miễn dịch ở người gọi là IPEX, có triệu chứng tương tự chuột scurfy. Các nghiên cứu tiếp theo khẳng định đột biến ở gene FoxP3 cũng là nguyên nhân gây bệnh IPEX ở người.
Hai năm sau, Shimon Sakaguchi cùng nhiều nhà nghiên cứu khác đã chứng minh một cách thuyết phục rằng gene FoxP3 kiểm soát sự phát triển của nhóm tế bào T mang thụ thể CD25 mà ông phát hiện năm 1995.
Nhóm tế bào này được đặt tên là tế bào T điều hòa. Những tế bào này ngăn chặn các tế bào T khác tấn công nhầm vào mô của chính cơ thể, một cơ chế quan trọng trong quá trình gọi là dung nạp miễn dịch ngoại biên.
Công trình của ba nhà khoa học đã mở ra một kỷ nguyên mới trong miễn dịch học. Nếu ví hệ miễn dịch như một chiếc xe, thì tế bào T tấn công là chân ga, còn tế bào T điều hòa là chân phanh.
Hiểu rõ và điều khiển được hoạt động của tế bào T điều hòa giúp chúng ta phát triển liệu pháp điều trị bệnh tự miễn hiệu quả hơn, hoặc theo hướng ngược lại, tăng cường miễn dịch để tiêu diệt tế bào ung thư – những “kẻ thù” biết cách ẩn náu trong các mô khỏe mạnh.
Tạo nền tảng điều trị ung thư, ghép tạng
Chủ tịch Ủy ban Nobel Olle Kämpe nhận định các phát hiện của ba nhà khoa học đóng vai trò quan trọng trong việc mang lại sự hiểu biết sâu sắc về các chức năng của hệ thống miễn dịch cũng như lý do vì sao một số người lại mắc bệnh tự miễn trong khi những người khác thì không.
Đồng quan điểm, bà Marie Wahren-Herlenius, giáo sư tại Viện Karolinska Thụy Điển, đơn vị trao Giải Nobel Y sinh 2025, chia sẻ rằng ba nhà khoa học đã phát hiện “cách chúng ta kiểm soát hệ miễn dịch để có thể chống lại mọi loại vi sinh vật có thể tưởng tượng, đồng thời tránh được các bệnh tự miễn”.
Theo thông cáo của Hội đồng Nobel, công trình của ba nhà khoa học đã mở ra hướng nghiên cứu mới, tạo nền tảng cho các liệu pháp điều trị ung thư, bệnh tự miễn và tăng khả năng thành công trong cấy ghép tạng. Một số liệu pháp đã bước vào giai đoạn thử nghiệm lâm sàng.
