5 sự kiện khoa học nổi bật năm 2022

Artemis và sứ mệnh Mặt trăng 

Tàu vũ trụ không người lái Orion trở về Trái đất an toàn kết thúc sứ mệnh thám hiểm Mặt trăng Artemis 1 của Cơ quan Hàng không vũ trụ Mỹ (NASA). Tàu Orion phải chống chịu mức nhiệt độ lên tới gần 2.800 độ C trong lúc di chuyển với vận tốc gấp khoảng 32 lần vận tốc âm thanh xuyên thủng bầu khí quyển Trái đất. 

Đây là sứ mệnh Artemis 1, sau đó các phi hành gia sẽ thực hiện hành trình vào năm 2024 và 2025 trong nhiệm vụ Artemis 2 và Artemis 3, trước khi hiện sứ mệnh đưa con người lên sao Hỏa vào năm 2030. Lần cuối NASA đưa con người lên Mặt trăng là trong chương trình Apollo cách đây 50 năm.

Cái tên Artemis được chọn đặt cho dự án đưa con người quay trở lại Mặt trăng là có ý tiếp tục chương trình Apollo trước đây. Tổng chi phí cho kế hoạch đưa con người trở lại và thiết lập căn cứ trên Mặt trăng được ước tính là 93 tỉ USD. Sứ mệnh đầu tiên là Artemis 1, hoàn toàn không chở người, chỉ bay quanh Mặt trăng, nhằm diễn tập cho các sứ mệnh Artemis tiếp theo, đưa các phi hành gia hạ cánh xuống Mặt trăng và thiết lập căn cứ lâu dài khám phá Mặt trăng, từ đó làm bàn đạp bay lên sao Hỏa.

Christina Koch - nữ phi hành gia của NASA chia sẻ: "Đây là khởi đầu của kỷ nguyên tiếp theo, khởi đầu của việc đưa chúng ta đi xa hơn nữa, mang những bài học mà chúng ta học được trong sứ mệnh này trở lại Trái đất và áp dụng nó vào việc khám phá không gian ở mức độ sâu hơn".

COVID-19 thúc đẩy nghiên cứu miễn dịch 

Công nghệ vắc xin đã chứng kiến ​​sự đổi mới chưa từng thấy, điều này có thể sớm mang lại lợi ích cho con người theo nhiều cách. Khi kiến ​​thức về miễn dịch học tăng lên, khả năng đổi mới trong các loại vắc xin mang lại những tín hiệu khả quan. Việc nghiên cứu bất kỳ loại vắc xin mới nào cũng cần nhiều thời gian, song tất cả đều được đẩy nhanh trong thời kỳ đại dịch COVID-19, dẫn đến một loạt các phát triển mới.

Các mũi tiêm tăng cường COVID-19 vừa được triển khai vào mùa thu là một ví dụ như vậy. Theo Reuters, cả 2 loại vắc xin mới của Pfizer và Moderna đều là vắc xin "lưỡng trị", vì nó không chỉ nhắm vào chủng vi rút SARS-CoV-2 ban đầu mà còn nhằm vào biến thể Omicron.

Vắc xin của Moderna được cấp phép cho người từ 18 tuổi trở lên, trong khi của Pfizer được cấp phép cho người trên 12 tuổi.

Các vắc xin thế hệ trước tuy vẫn có thể ngăn ngừa bệnh nặng do COVID-19, nhưng khả năng chống lây nhiễm thấp khi đối diện với ngày càng nhiều biến chủng mới. Thế hệ vắc xin mới này được kỳ vọng sẽ ngăn ngừa tốt việc lây truyền của các dòng phụ như BA.5 Omicron, bên cạnh ngăn ngừa bệnh nặng.

Loại vắc xin mới này có lợi thế hơn so với vắc xin ban đầu vì chúng vừa bổ sung vừa mở rộng khả năng miễn dịch cho con người. Bên cạnh đó việc phát triển vắc xin dạng hít và xịt cũng rất hứa hẹn. Các loại vắc xin này dựa trên một số đặc điểm đặc trưng của các bộ phận cơ thể người có lớp niêm mạc trên bề mặt như phổi, mũi, cổ họng. Lớp niêm mạc này chứa hàm lượng protein miễn dịch cao, được gọi là IgA, giúp cơ thể chống lại các bệnh lây nhiễm qua đường hô hấp.

Các nhà nghiên cứu tại Cao đẳng Hoàng gia Anh đã đưa ra những bằng chứng cho thấy vắc xin dạng xịt mũi có thể bảo vệ con người chống các loại bệnh truyền nhiễm và giảm khả năng lây lan bệnh, đơn cử như vắc xin cúm.

Kháng sinh mới tạo ra từ AI

Trong vài năm qua, trí tuệ nhân tạo (AI) đã biến đổi lĩnh vực sinh học phân tử. Kể từ khi chương trình AlphaFold II sử dụng AI để dự đoán chính xác cấu trúc protein vào năm 2020, các công ty dược phẩm bắt đầu coi AI là một trong những phương pháp mạnh mẽ nhất trong việc mang lại đột phá khoa học trong thế kỷ 21. Với việc nghiên cứu và phát triển dược phẩm do AI cung cấp, ngày càng có nhiều công ty dược phẩm lớn đang hợp tác với các công ty AI.

Tại sự kiện Huawei Connect 2022 tổ chức tại Bangkok (Thái Lan), ông Ken Hu, Chủ tịch luân phiên của Huawei, đã chia sẻ câu chuyện thành công về tìm kiếm và phát triển thuốc nhờ vào sự hỗ trợ của công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) tại Bệnh viện liên kết đầu tiên của Đại học Giao thông Tây An (Trung Quốc).

Theo đó, nhà sản xuất viễn thông đã nghiên cứu và tìm ra thuốc X - một loại thuốc siêu kháng khuẩn được phát triển bởi Dịch vụ thiết kế thuốc hỗ trợ AI của Huawei Cloud (HUAWEI Cloud AI-Aided Drug Design Services), được hỗ trợ bởi Mô hình phân tử thuốc Pangu (Pangu Drug Molecule Model).

Dữ liệu thực nghiệm cho thấy rằng so với các loại thuốc kháng khuẩn hiện có, loại thuốc mới này có hiệu quả gấp 10 lần trong việc chữa bệnh nhiễm trùng, với nồng độ thuốc thấp hơn 90% và độc tính và tác dụng phụ ít hơn 95%.

Loại thuốc mới này đạt được tác dụng kháng khuẩn bằng cách nhắm mục tiêu các protein giống như histone (liên kết với DNA) từ HU (protein liên kết với RNA liên quan đến các quá trình sinh học đa dạng) để ức chế sự sao chép DNA của vi khuẩn.

Tình trạng kháng kháng sinh (AMR) có thể dẫn đến các tình huống không có thuốc hiệu quả cho một số bệnh nhất định, dẫn đến tỷ lệ tử vong cao. Thuốc X có tiềm năng giải quyết thách thức nghiêm trọng đặt ra bởi những bệnh nhân phải đối mặt với nhiễm khuẩn kháng kháng sinh (AMR) mà không có thuốc có hiệu quả.

Loại thuốc này hiện đang trong quá trình xin cấp bằng sáng chế mới ở nhiều quốc gia.

AI có thể tăng tốc thời gian cần thiết để nghiên cứu và phát triển các hợp chất thuốc mới trong việc tìm kiếm thuốc, giúp các nhà nghiên cứu tìm kiếm các phương pháp điều trị bệnh mãn tính mới trong nhiều tháng thay vì nhiều năm.

Nó cũng có thể làm giảm đáng kể chi phí nghiên cứu và phát triển, lên đến 70% trong một số trường hợp. Vì AI có thể giúp xác định các hợp chất cụ thể có khả năng thành công hơn trong các thử nghiệm thuốc, nó cũng giúp tăng tỷ lệ thành công của thuốc trong thử nghiệm.

Kháng kháng sinh là một mối đe dọa lớn trên toàn cầu. Năm nay, báo cáo nghiên cứu toàn cầu về kháng thuốc kháng sinh được công bố trên tạo chí Lancet chỉ ra rằng, trên toàn thế giới, 4,95 triệu ca tử vong có liên quan đến vi khuẩn kháng thuốc vào năm 2019, khiến các bệnh nhiễm trùng không thể điều trị trở thành một trong những nguyên nhân gây tử vong hàng đầu.

Thuốc mới điều trị bệnh hồng cầu lưỡi liềm

Năm nay chứng kiến ​​một tiến bộ nhỏ nhưng quan trọng trong việc điều trị bệnh hồng cầu hình liềm, một nhóm các rối loạn di truyền khiến các tế bào hồng cầu trở thành hình liềm và có thể dẫn đến thiếu máu. Một loại thuốc được phát triển để điều trị tình trạng thiếu hụt enzym (pyruvate kinase) đã được chứng minh là cải thiện tình trạng thiếu máu và giảm các cơn đau dữ dội cấp tính trong bệnh hồng cầu hình liềm. 

Mặc dù nghiên cứu vẫn đang ở giai đoạn đầu, nhưng các nhà nghiên cứu chỉ ra rằng bước đột phá của họ đến từ việc xem xét các đặc điểm của những người mắc bệnh hồng cầu hình liềm thay vì chỉ tập trung vào các tế bào hồng cầu. Sự phát triển này đã được chứng minh là mang lại lợi ích cho những người có các tình trạng bệnh khác và mang lại hy vọng cho hàng triệu người trên toàn thế giới, nhưng chủ yếu là ở châu Phi, tiểu lục địa Ấn Độ và Nam Mỹ.

Xây dựng hệ thống cảnh báo sớm thiên tai toàn cầu

Năm 2022 đầy rẫy những sự kiện chết người. Tại châu Âu, hơn 20.000 người chết vì những đợt nắng nóng kỷ lục trong mùa hè này. Lần đầu tiên nhiệt độ đạt ngưỡng trên 40 độ C (104 độ F) trên khắp nước Anh. Vào tháng 8, 1/3 Pakistan chìm dưới nước trong một trận lũ lụt giết chết 1.700 người. Sự nóng lên toàn cầu đang làm cho những loại thảm họa này trở nên tồi tệ hơn.

Liên Hợp Quốc ngày 7.11 đã công bố kế hoạch 5 năm xây dựng một hệ thống cảnh báo sớm có quy mô toàn cầu đối với các hiện tượng thời tiết cực đoan đe dọa tính mạng con người và gây thiệt hại lớn về tài sản.

Phát biểu tại Hội nghị lần thứ 27 các bên tham gia Công ước khung của Liên Hợp Quốc về biến đổi khí hậu (COP27), Tổng thư ký Liên Hợp Quốc Antonio Guterres cho biết kinh phí xây dựng hệ thống cảnh báo sớm nêu trên ở mức khoảng 3,1 tỉ USD.

Theo ông, với tốn phí chưa tới 50 cent/người, đây là mức chi phí rất thấp cho những phương pháp đã được chứng minh có thể cứu sống hàng triệu sinh mạng.

Tổng thư ký Guterres nêu rõ ông kêu gọi thiết lập các hệ thống cảnh báo sớm để trong vòng 5 năm "mỗi người dân trên Trái đất đều được bảo vệ", trong đó ưu tiên hỗ trợ những người dễ bị tổn thương nhất.

Báo cáo khoa học cho thấy ngay cả khi các hình thái thời tiết đang trở nên khó lường và khắc nghiệt hơn do biến đổi khí hậu hiện nay, vẫn còn tới 50% số quốc gia trên thế giới thiếu các hệ thống cảnh báo sớm tiên tiến.

Theo Liên Hợp Quốc, tại các quốc gia thiếu thốn cơ sở hạ tầng, tỷ lệ tử vong do thiên tai cao hơn 8 lần so với các quốc gia được trang bị đầy đủ. Hệ thống cảnh báo sớm được ứng dụng để dự báo lũ lụt, hạn hán, sóng nhiệt, lốc xoáy hoặc các thảm họa khác, qua đó các chính phủ có thể lập kế hoạch giảm thiểu những tác động bất lợi của hiện tượng tự nhiên.