Hành trình đến giải Nobel Y sinh 2025, mở cánh cửa mới về miễn dịch học

Trong nhiều thập niên, các nhà khoa học cố gắng lý giải vì sao hệ miễn dịch mạnh mẽ của chúng ta không quay lại “ăn thịt chính mình”, tại sao không phải mọi cơ quan đều là mục tiêu tấn công.

Giải Nobel Y sinh học năm 2025 đã vinh danh ba nhà khoa học Mary E. Brunkow, Fred Ramsdell và Shimon Sakaguchi vì những khám phá mang tính nền tảng về cách hệ thống miễn dịch của con người tự kiềm chế, ngăn chặn việc tấn công chính các tế bào trong cơ thể.

Công trình này đã mở ra một kỷ nguyên mới trong nghiên cứu miễn dịch học, giúp giới y học hiểu sâu hơn về nguyên nhân của các bệnh tự miễn và mở đường cho nhiều liệu pháp điều trị tiên tiến.

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.

CƠ CHẾ TỰ KIỂM SOÁT: CÁCH HỆ MIỄN DỊCH TRÁNH TẤN CÔNG CƠ THỂ

Hệ miễn dịch hoạt động như một “lá chắn sống” của cơ thể, liên tục nhận diện và loại bỏ các tác nhân gây bệnh như vi khuẩn, vi rút, hay thậm chí cả những tế bào ung thư tiềm ẩn. Nhưng cũng chính sức mạnh đó có thể trở thành mối nguy: các phản ứng viêm được tạo ra để tiêu diệt mầm bệnh, nếu không được kiểm soát, có thể quay ngược tấn công chính cơ thể, gây ra bệnh tự miễn. Ngược lại, nếu hệ miễn dịch phản ứng quá mức khi tiêu diệt tế bào ung thư, nó cũng có thể vô tình làm tổn thương các mô lành.

Câu hỏi lớn đặt ra từ lâu là: làm thế nào cơ thể duy trì được sự cân bằng này?

Tế bào T chính là “trung tâm điều phối” của hệ miễn dịch. Chúng liên tục tuần tra khắp cơ thể, phát hiện và kích hoạt phản ứng khi gặp mối đe dọa như vi khuẩn, vi rút, hay tế bào đột biến. Một số tế bào T có thể trực tiếp tiêu diệt các tế bào nhiễm bệnh hoặc tế bào ung thư, giúp bảo vệ cơ thể khỏi nguy cơ tiềm ẩn.

Từ những năm 1980, các nhà khoa học đã phát hiện rằng mỗi tế bào T được “lập trình” với một thụ thể đặc trưng (TCR), hình thành nhờ quá trình tái tổ hợp ngẫu nhiên các đoạn gene trong tuyến ức. Sự ngẫu nhiên này giúp hệ miễn dịch nhận diện vô số mầm bệnh khác nhau nhưng cũng đồng thời khiến một số tế bào T có thể “nhận nhầm” và tấn công chính các mô của cơ thể.

Để ngăn chặn sai sót này, cơ thể triển khai cơ chế “tuyển chọn” nghiêm ngặt trong tuyến ức: những tế bào T nhận diện các kháng nguyên của chính mình sẽ bị loại bỏ, một quá trình được gọi là dung nạp trung ương (central tolerance). Tuy nhiên, cơ chế này không hoàn hảo vẫn có những tế bào “tự phản ứng” lọt qua vòng kiểm soát, đi vào máu và tiềm ẩn nguy cơ gây bệnh tự miễn.

Giải Nobel Y sinh năm nay vinh danh những khám phá mang tính đột phá, lý giải cách cơ thể tiếp tục “kiểm duyệt” những tế bào này khi chúng đã ra khỏi tuyến ức, cơ chế được gọi là dung nạp ngoại vi (peripheral tolerance) giúp hệ miễn dịch duy trì thế cân bằng tinh tế giữa bảo vệ và tự bảo toàn.

Con đường đến giải Nobel của ba nhà khoa học là một hành trình dài liên tục nhiều năm và nhiều chặng thách thức.

HÀNH TRÌNH TÌM RA “CHIẾC PHANH” CỦA HỆ MIỄN DỊCH

Vào thời điểm mà đa số các nhà miễn dịch học tin rằng tế bào T chỉ có nhiệm vụ kích hoạt và khuếch đại phản ứng miễn dịch, một vài ý kiến thiểu số lại đặt ra giả thuyết táo bạo: phải chăng tồn tại một nhóm tế bào T có khả năng ức chế hệ miễn dịch, chứ không phải kích hoạt nó?

Ý tưởng này lập tức bị xem là ngược hoàn toàn với quan điểm truyền thống lúc bấy giờ. Tuy nhiên, nhà miễn dịch học người Nhật Shimon Sakaguchi vẫn kiên trì theo đuổi hướng đi này. Ông tiến hành hàng loạt thí nghiệm nhằm tìm ra bằng chứng cho sự tồn tại của những tế bào có vai trò như “bộ phanh” của hệ miễn dịch.

Đến năm 1995, Sakaguchi công bố trên The Journal of Immunology phát hiện về một nhóm tế bào T mang thụ thể CD25 trên bề mặt, có khả năng ức chế hoạt động miễn dịch và duy trì trạng thái cân bằng trong cơ thể. Công bố này đã đặt nền móng cho một lĩnh vực nghiên cứu hoàn toàn mới.

Điều thú vị là, bài báo ấy không được đăng trên các tạp chí danh tiếng như Nature hay Science bởi thời điểm đó, khái niệm “tế bào T ức chế” vẫn bị coi là điều không tưởng.

Trong khi đó, ở một hướng nghiên cứu khác, một phát hiện tình cờ từ dự án Manhattan chương trình phát triển bom nguyên tử của Mỹ lại mở ra một đầu mối quan trọng. Các nhà khoa học khi nghiên cứu tác động của phóng xạ đã vô tình tạo ra một dòng chuột có hiện tượng bong da vảy, được gọi là chuột scurfy. Những con đực này có da khô, lá lách và hạch bạch huyết phì đại, và chỉ sống được vài tuần.

Đến đầu thập niên 1990, người ta phát hiện rằng tế bào T của chuột scurfy tấn công chính cơ thể chúng, gây ra các tổn thương tự miễn nghiêm trọng.

Hai nhà khoa học Mỹ Mary Brunkow và Fred Ramsdell đã bắt tay vào truy tìm nguyên nhân di truyền của hiện tượng này, tin rằng họ có thể tìm thấy “chìa khóa” để hiểu cách hệ miễn dịch tự điều hòa. Việc xác định một gene gây bệnh trong hàng chục nghìn gene của chuột, vào thời điểm công nghệ giải trình tự còn sơ khai, chẳng khác nào “mò kim đáy bể”. Thế nhưng, nhờ sự kiên trì và phương pháp tiếp cận hệ thống, họ đã thành công: gene FOXP3 trên nhiễm sắc thể X chính là thủ phạm gây nên rối loạn miễn dịch ở chuột scurfy.

Gần như đồng thời, Brunkow và Ramsdell cũng nhận thấy ở người tồn tại một hội chứng hiếm gặp có tên IPEX, với các triệu chứng tương tự — và họ chứng minh được đột biến FOXP3 cũng là nguyên nhân gây ra căn bệnh này.

Hai năm sau, Sakaguchi cùng các cộng sự đã chứng minh rằng chính gene FOXP3 điều khiển sự phát triển của nhóm tế bào T mang thụ thể CD25 mà ông phát hiện trước đó. Từ đây, nhóm tế bào đặc biệt này chính thức được đặt tên là tế bào T điều hòa (regulatory T cells, Tregs), “người gác cổng” giúp ngăn hệ miễn dịch tấn công nhầm vào mô của chính cơ thể, và là nền tảng của cơ chế dung nạp miễn dịch ngoại vi (peripheral immune tolerance).

Công trình của ba nhà khoa học Brunkow, Ramsdell và Sakaguchi đã thay đổi hoàn toàn cách nhân loại hiểu về hệ miễn dịch. 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 hai yếu tố cần thiết để chiếc xe sự sống vận hành an toàn.

Hiểu rõ và điều khiển được “chân phanh” này mở ra triển vọng lớn: tăng cường Tregs để điều trị bệnh tự miễn, hoặc ức chế chúng để khơi dậy phản ứng chống ung thư mạnh mẽ hơn, những hướng điều trị đang được thử nghiệm lâm sàng khắp thế giới.