Ngày 6/10, Ủy ban Nobel công bố giải Nobel Y sinh năm 2025 được trao cho 3 nhà khoa học Mary E. Brunkow, Fred Ramsdell và Shimon Sakaguchi cho công trình nghiên cứu về cách ngăn chặn hệ miễn dịch gây hại cho cơ thể.
"Những khám phá của họ có ý nghĩa quyết định đối với sự hiểu biết của chúng ta về cách thức hoạt động của hệ miễn dịch và lý do không phải ai trong chúng ta cũng mắc các bệnh tự miễn nghiêm trọng", Chủ tịch Ủy ban Nobel Olle Kämpe tuyên bố.
Mary E. Brunkow, Fred Ramsdell and Shimon Sakaguchi là 3 nhà khoa học được trao giải Nobel Y sinh 2025 (Ảnh: AP).
Theo The Conversation, mỗi ngày, hệ miễn dịch bảo vệ chúng ta khỏi hàng ngàn tác nhân gây bệnh đồng thời bảo vệ các tế bào khỏe mạnh của cơ thể. Sự cân bằng tinh tế này diễn ra liền mạch đến mức hầu hết mọi người không hề nghĩ đến nó cho đến khi có vấn đề xảy ra.
Các bệnh tự miễn như tiểu đường tuýp 1, lupus và viêm khớp dạng thấp là những ví dụ điển hình về việc hệ miễn dịch nhầm lẫn tế bào của chính bạn là mối đe dọa cần phải tấn công. Nhưng làm thế nào hệ miễn dịch phân biệt được giữa "tế bào của bản thân" và "tế bào lạ"?
Giải Nobel Y sinh năm 2025 vinh danh 3 nhà khoa học - Shimon Sakaguchi, Mary E. Brunkow và Fred Ramsdell - vì những khám phá đột phá của họ đã làm sáng tỏ cách hệ miễn dịch duy trì sự cân bằng tinh tế này.
Công trình của họ về hai yếu tố chính trong cơ chế dung nạp miễn dịch - tế bào T điều hòa hay Tregs (regulatory T cells) và gen FOXP3 - đã thay đổi cách các nhà nghiên cứu hiểu về hệ miễn dịch, mở ra những cánh cửa mới cho việc điều trị các bệnh tự miễn và ung thư.
Cơ chế dung nạp miễn dịch hoạt động như thế nào?
Trong khi hệ miễn dịch được thiết kế để nhận biết và loại bỏ các tác nhân lạ xâm nhập từ bên ngoài như virus và vi khuẩn, nó cũng phải tránh tấn công các mô của chính cơ thể. Khái niệm này được gọi là dung nạp miễn dịch tự thân “self-tolerance”.
Trong nhiều thập kỷ, các nhà khoa học cho rằng dung nạp miễn dịch tự thân chủ yếu được thiết lập tại những cơ quan tạo ra các tế bào miễn dịch, như tuyến ức (nơi hình thành tế bào T) và tủy xương (nơi tạo ra tế bào B).
Tại đây, các tế bào miễn dịch mới được tạo ra mà có khả năng tấn công "chính cơ thể" sẽ bị loại bỏ trong quá trình phát triển, thông qua một quá trình gọi là dung nạp trung tâm (central tolerance).
Tuy nhiên, một số tế bào miễn dịch có khả năng tự tấn công vẫn thoát khỏi quá trình sàng lọc này và được giải phóng vào hệ tuần hoàn trong cơ thể.
Phát hiện năm 1995 của Sakaguchi về một loại tế bào miễn dịch mới, được gọi là tế bào T điều hòa hay Tregs đã tiết lộ một lớp bảo vệ khác được gọi dung nạp ngoại vi (peripheral tolerance). Những tế bào này hoạt động như những người bảo vệ hệ thống miễn dịch, tuần tra cơ thể và ngăn chặn các phản ứng miễn dịch bất thường có thể dẫn đến các bệnh tự miễn.
Các tế bào T điều hòa ức chế phản ứng miễn dịch bằng nhiều tín hiệu phân tử khác nhau (Ảnh: Giwlz/Wikimedia Commons)
Trong khi Sakaguchi xác định các tế bào này, thì Brunkow và Ramsdell vào năm 2001 đã khám phá ra chìa khóa phân tử kiểm soát chúng.
Họ phát hiện ra rằng đột biến trong gen FOXP3 gây ra một rối loạn tự miễn chết người ở chuột.
Sau đó, họ đã chứng minh rằng những đột biến tương tự ở người dẫn đến rối loạn điều hòa miễn dịch và một bệnh tự miễn hiếm gặp, nghiêm trọng gọi là hội chứng IPEX (gây ra một loạt các vấn đề sức khỏe như bệnh tiểu đường, nhiễm trùng đường ruột…). Bệnh này xảy ra khi các tế bào T điều hòa bị thiếu hụt hoặc hoạt động không bình thường.
Năm 2003, Sakaguchi đã xác nhận rằng FOXP3 rất cần thiết cho sự phát triển của các tế bào T điều hòa.
FOXP3 mã hóa cho một loại protein gọi là yếu tố phiên mã (transcription factor), nghĩa là nó giúp kích hoạt các gen cần thiết để tế bào T điều hòa phát triển và hoạt động. Nếu không có protein FOXP3, các tế bào này sẽ không hình thành hoặc không thể ức chế các phản ứng miễn dịch có hại.
Khai thác hệ miễn dịch cho y học
Các tế bào T điều hòa có thể là “anh hùng” hoặc “kẻ xấu”, tùy thuộc vào bối cảnh.
Khi các tế bào T điều hòa không hoạt động, nó có thể dẫn đến bệnh tật. Sự suy giảm khả năng dung nạp miễn dịch có thể dẫn đến các bệnh tự miễn, khi đó hệ thống miễn dịch tấn công chính các mô khỏe mạnh.
Ngược lại, trong bệnh ung thư, các tế bào T điều hòa có thể hoạt động quá mức trong việc ức chế các phản ứng miễn dịch. Điều này khiến các tế bào miễn dịch khác không thể nhận ra và tiêu diệt tế bào ung thư.
Hiểu được cách thức hoạt động của FOXP3 và tế bào T điều hòa đã mở ra một kỷ nguyên mới của liệu pháp miễn dịch, khai thác hệ thống miễn dịch để điều trị các bệnh tự miễn và ung thư.
Đối với các bệnh tự miễn như viêm khớp dạng thấp và tiểu đường tuýp 1, các nhà nghiên cứu đang tìm cách tăng cường chức năng của Tregs Đối với ung thư, mục tiêu là ức chế hoạt động Tregs từ đó cho phép hệ thống miễn dịch tấn công vào các khối u một cách mạnh mẽ hơn.
Ngoài việc điều trị bệnh, nghiên cứu này cũng có thể cải thiện kết quả của ghép tạng, nơi cơ chế dung nạp miễn dịch đóng vai trò quan trọng để ngăn ngừa đào thải cơ quan ghép. Các nhà khoa học đang khám phá cách biến đổi hoặc nhân rộng Tregs để giúp cơ thể chấp nhận các mô cấy ghép trong thời gian dài.
Việc tiếp tục khám phá những bí mật của quá trình điều hòa miễn dịch có thể mở ra một tương lai, nơi hệ miễn dịch có thể được điều chỉnh chính xác như một bộ điều nhiệt, có thể “giảm nhiệt” trong bệnh tự miễn hay tăng cường khi chống lại ung thư.
Giải Nobel Y sinh năm 2025 là một lời nhắc rằng khoa học, ở mức độ tốt nhất, không chỉ giúp chúng ta hiểu thế giới mà còn thay đổi cuộc sống.
