Nobel Hóa học mở ra chân trời mới cho y học và dược phẩm, điều trị ung thư trúng đích

Nobel Hóa học vinh danh các nhà khoa học tìm ra cách gắn kết phân tử với nhau như Lego

3 nhà khoa học trên đã sáng lập và thúc đẩy các lĩnh vực hóa học click ("nhấp chuột") và hóa học sinh học (bioorthogonal chemistry). Qua đó dẫn tới cuộc cách mạng, trong đó các nhà hóa học nghĩ về cách gắn kết các phân tử lại với nhau, Viện Hàn Lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển cho biết.

Hóa học click là loại phản ứng phân tử nhỏ tương hợp sinh học thường được sử dụng trong liên hợp sinh học, cho phép kết hợp các cơ chất được lựa chọn với các phân tử sinh học cụ thể.

Nguyên lý về cách các khối phân tử có thể gắn kết nhanh chóng với nhau có thể mang lại lợi ích về phát triển ngành dược phẩm và y học, trong đó có điều trị ung thư trúng đích.

3 nhà khoa học giành giải Nobel Hóa học năm 2022 (từ trái sang) Meldal (người Đan Mạch), Sharpless (nhà khoa học người Mỹ 2 lần đoạt giải Nobel Hóa học mở đường cho điều trị bệnh) and Bertozzi (người Mỹ).

Hóa học sinh học là bất kỳ phản ứng hóa học nào có thể xảy ra bên trong các hệ thống sống mà không can thiệp vào các quá trình sinh hóa tự nhiên.

Các nhà khoa học Sharpless và Meldal đã đi tiên phong trong khái niệm này trước khi Bertozzi “đưa hóa học nhấp chuột lên một tầm cao mới” bằng cách phát triển các phản ứng click hoạt động bên trong cơ thể sống (hoặc phản ứng sinh học).

"Hóa học click mang hai phân tử lại với nhau gần như 2 miểng ghép hình Lego", Chủ tịch Hiệp hội Hóa học Mỹ Angela Wilson cho biết.

"Bertozzi chịu trách nhiệm làm thí nghiệm hóa học click bên trong cơ thể người rất ấn tượng", bà Wilson cho biết. "3 nhà khoa học đoạt giải Nobel này cùng với nhau đã mở ra chân trời mới về những gì chúng ta có thể ứng dụng, từ hóa dược phẩm cho tới ngành hóa học vật liệu". Và công trình của họ đã được sử dụng trong sản xuất, bà cho biết.

Trong họp báo qua điện thoại với các nhà báo sau công bố giải Nobel Hóa học, nhà khoa học Bertozzi cho biết những phát hiện của bà đang được sử dụng để phát hiện những loại phân tử mới mà chúng ta thậm chí không biết có tồn tại. Điều đó có nghĩa rằng các nhà khoa học đang thực hiện phản ứng hóa học bên trong cơ thể bệnh nhân để giúp đưa thuốc tới trúng đích.

Vị giáo sư trường Đại học Standford cũng bày tỏ bà vô cùng sung sướng khi giành giải Nobel.

Người hai lần giành giải Nobel sánh ngang với Marie Curie và Frederick Sanger

3 nhà khoa học giành giải Nobel Hóa học năm 2022 (từ trái sang) Meldal (người Đan Mạch), Sharpless (nhà khoa học người Mỹ 2 lần đoạt giải Nobel Hóa học mở đường cho điều trị bệnh) and Bertozzi (người Mỹ).

Trong khi đó, Sharpless, giáo sư hóa học tại Viện nghiên cứu Scripps ở La Jolla, California trở thành người thứ 5 hai lần giành giải Nobel. Nhờ đó, giáo sư Sharpless lọt vào danh sách những nhà hóa học tiên phong ngang hàng với các tên tuổi lẫy lừng như Marie Curie và Frederick Sanger.

Giáo sư Sharpless đã bắt đầu nảy ra ý tưởng, khái niệm về hóa học click vào năm 2001, cùng năm ông giành giải Nobel đầu tiên về hóa học. Năm 2001, ông đã giành giải Nobel Hóa học cùng với Noyori Ryōji và William Standish Knowles khi đã tìm ra cách kiểm soát phản ứng hóa học hiệu quả, từ đó dọn đường cho các loại dược phẩm trị bệnh tim và bệnh Parkinson.

Làm việc độc lập, Sharpless và Meldal, hai nhà khoa học tại Đại học Copenhagen ở Đan Mạch đã tìm ra "phản ứng thiên tài" (theo như lời ngợi khen của Ủy ban Nobel) đúng như khái niệm hóa học click, liên quan tới phản ứng xúc tác giữa azides và alkynes.

Lễ công bố giải thưởng Nobel Hóa học do Viện Hàn Lâm khoa học Thụy Điển thực hiện.

"Nếu các nhà hóa học muốn liên kết hai phân tử khác biệt thì giờ họ đã có thể rồi, tương đối dễ, chỉ bằng cách dẫn truyền azide ở một phân tử và alkyne ở phân tử còn lại. Họ có thể gắn các phân tử với nhau nhờ sự trợ giúp của một số ion đồng" - Đây là những lời Ủy ban trao giải đưa ra để lý giải tại sao họ trao giải Nobel cho nghiên cứu này.

Hóa học click được sử dụng để chỉnh sửa vật liệu, chẳng hạn như nếu bạn muốn dẫn truyền điện hoặc thu ánh sáng hoặc chỉnh sửa bề mặt giúp kháng khuẩn" - Johan Elf - thành viên của Viện Khoa học Hoàng gia Thụy Điển lý giải.

Bertozzi đã phát triển các phản ứng click có thể sử dụng bên trong vật thể sống. Bà tập trung vào glycan, các carbonhydrate phức hợp được tạo nên từ một số loại đường khác nhau và thường bám trên bề mặt protein và tế bào.

Những phản ứng hóa học click này đóng vai trò quan trọng trong nhiều phản ứng sinh học, chẳng hạn như khi virus làm nhiễm khuẩn tế bào hoặc khi hệ miễn dịch được kích hoạt.

Những phản ứng sinh hóa (bioorthogonal) có thể xảy ra mà không làm xáo trộn cơ chế hóa học bình thường của tế bào - được sử dụng toàn cầu để vẽ bản đồ tế bào vận hành ra sao. Một số nhà nghiên cứu hiện đang tìm hiểu xem những phản ứng này có thể được sử dụng để chẩn đoán và điều trị ung thư.

"Về tiềm năng, bạn có thể hướng chất đánh dấu phóng xạ đối với tế bào ung thư và cũng có thể sử dụng hóa trị hay trị xạ để diệt tế bào ung thư trúng đích. Nó cũng được sử dụng để đưa enzyme tới các tế bào ung thư di chuyển tầng carbonhydrate để hệ miễn dịch có thể nhận diện tế bào ung thư.

3 người giành giải Nobel Hóa học của năm nay sẽ chia nhau số tiền thưởng trị giá 915.000 USD.