Chữa bệnh nhờ vi hấp dẫn

Các tế bào ung thư và vi khuẩn có hành vi khác hẳn khi chúng không chịu tác động của trọng trường Trái đất. Nhờ hiện tượng này, các nhà khoa học có thể tìm ra phương pháp mới chữa bệnh truyền nhiễm và ung bướu.

Sau khi được đưa vào môi trường vi hấp dẫn, 80 – 90% số tế bào ung thư không còn hoạt động.

Vũ trụ không phải là nơi thân thiện đối với sự sống. Trong cơ thể các phi hành gia bị phơi nhiễm bức xạ vũ trụ diễn ra những thay đổi bất lợi. Trạng thái không trọng lượng – chính xác hơn là trạng thái vi hấp dẫn – khiến cho cơ và xương, hệ miễn dịch của các phi hành gia trở nên yếu ớt, mắt mất độ tinh nhanh.

Những điều kiện bất lợi này được các nhà khoa học sử dụng khi tìm kiếm thuốc mới chữa ung thư hay bệnh liệt rung (Parkinson). “Khi tôi mới bắt đầu nghiên cứu vấn đề này, nhiều đồng nghiệp nói tôi bị điên. Tuy nhiên, tôi nghĩ rằng sinh học vũ trụ chính là tương lai của y học” – Tiến sĩ Joshua Chou ở ĐH Công nghệ Sydney (Australia), cho biết.

Bệnh ung thư tự “tan rã”

Giáo sư Cheryl Nickerson.

Nhờ nhà khoa học quá cố Stephen Hawking (nước Anh), TS. Chou bắt đầu nghiên cứu mối liên quan giữa trọng trường và bệnh ung thư. Có lần GS Hawking nói với TS Chou rằng trong vũ trụ không có gì có thể chống lại được hấp dẫn. Vài năm sau đó, một người bạn của TS. Chou bị mắc ung thư và ông đã tự hỏi điều gì xảy ra với các tế bào ung thư khi không có trọng trường Trái đất?

Các u ác tính thường bắt đầu từ một nhóm tế bào không lớn. Sau một thời gian, một phần trong số chúng có thể phân chia và di chuyển đến vị trí khác – tức là di căn. Cho đến nay, các nhà khoa học vẫn chưa biết chắc điều gì gây ra hiện tượng này.

Một trong các thuyết nói rằng các tế bào ung thư cảm nhận được về nhau nhờ các lực cơ học. Khi u bướu phát triển, các lực này thay đổi và khi đó xuất hiện hiện tượng di căn. Các tế bào ung thư, cũng như người, tiến hóa trong môi trường có tác động của trọng lực. Khi lực này yếu đi, các quy luật chi phối sự phát triển của bướu cũng thay đổi.

Nhóm nghiên cứu của TS Chou chứng minh được điều ấy khi họ đặt các tế bào ung thư trong máy li tâm mô phỏng các điều kiện trên quỹ đạo xung quanh Trái đất. Kết quả thật đáng ngạc nhiên. “Sau khi được đưa vào môi trường vi hấp dẫn, 80 – 90% tế bào ung thư trở nên mất hiệu lực. Hoặc là chúng chết đi, hoặc là không còn khả năng liên kết và tạo thành các bướu. Bốn loại tế bào ung thư (ung thư buồng trứng, ung thư vú, ung thư phổi và xoang) mà chúng tôi nghiên cứu là những tế bào của các bệnh ung thư khó điều trị nhất”, TS Chou nhấn mạnh.

Tiến sĩ Joshua Chou.

Trước đó, TS Chou đã tham gia nghiên cứu trên Trạm Vũ trụ quốc tế ISS với mục đích phát triển thuốc mới chữa bệnh loãng xương. Chính vì vậy, giai đoạn tiếp theo trong nghiên cứu của ông là tiến hành thí nghiệm trên quỹ đạo. Các mẫu tế bào ung thư sẽ được tàu vũ trụ SpaceX đưa lên Trạm ISS. Sau đó, các nhà khoa học sẽ quan sát hành vi các tế bào này trong các điều kiện vi hấp dẫn. Tiếp đó, họ đóng băng các tế bào rồi gửi về Trái đất để phân tích sự biến đổi gene trong các tế bào đó.

Hiện giờ chưa rõ những cách điều trị nào có thể hình thành trên cơ sở những nghiên cứu nói trên. Việc đưa bệnh nhân ung thư lên quỹ đạo không được đề cập đến. Việc thực tế hơn có thể là chế tạo các máy ly tâm làm giảm trọng trường dành cho bệnh nhân ung thư nhằm ngăn chặn, chẳng hạn, khả năng di căn. “Giải pháp tốt nhất là phát triển thuốc có khả năng đánh lừa và “thuyết phục” các tế bào ung thư, rằng chúng đang ở trong các điều kiện vi hấp dẫn. Loại thuốc này không thay thế được hóa tri liệu, nhưng có thể làm gia tăng hiệu quả của cách điều trị này”, TS Chou nói.

Khi kháng sinh mất tác dụng

Các mẫu tế bào ung thư sẽ được tàu vũ trụ SpaceX đưa lên Trạm ISS.

Các nghiên cứu cho thấy, vi khuẩn nuôi cấy trên Trạm ISS là đặc biệt nguy hiểm. Một phần có thể là do trong môi trường vi hấp dẫn vi khuẩn gặp những điều kiện tương tự như trong cơ thể người. Trong các dịch bao phủ bên trong thành ruột, hệ hô hấp hay hệ bài tiết, các lực cơ học có tác động rất yếu. “Chúng ta dễ dàng tái tạo lại những điều kiện như vậy. Chúng ta có thể sử dụng điều đó để chống lại vi khuẩn, kể cả các vi khuẩn kháng thuốc” – nữ Giáo sư Cheryl Nickerson – chuyên gia về bệnh truyền nhiễm ở ĐH bang Arizona (Mỹ), giải thích. Từ hơn chục năm nay, nhóm nghiên cứu của bà Nickerson đã nghiên cứu hành vi của vi khuẩn hình que salmonella (vi khuẩn đường ruột) trên Trạm ISS. Họ nhận thấy rằng, vi hấp dẫn tạo điều kiện thuận lợi cho các chủng vi khuẩn kháng kháng sinh xuất hiện.

Rất có thể nhờ những nghiên cứu này, các nhà khoa học tìm ra các loại thuốc chống vi khuẩn mới. “Đây chính là mục tiêu cuối cùng của chúng tôi. Tuy nhiên chúng tôi cần thực hiện các nghiên cứu dài hạn, để xác định được cách vi khuẩn phản ứng với sự thay đổi trong môi trường của chúng” – nữ Giáo sư Nickerson cho biết.

Các nhà khoa học cũng quan tâm đến vấn đề sống trong vũ trụ có ảnh hưởng đến vi khuẩn đường ruột – loại vi khuẩn có ích đối với con người. “Thành phần và số lượng vi khuẩn đường ruột thay đổi ở các phi hành gia, khiến họ dễ mắc bệnh hơn” – Tiến sĩ Hernan Lorenzi ở Viện Nghiên cứu Craig Venter (Mỹ), cho biết. Những phát hiện này có thể có ảnh hưởng đến kế hoạch của các chuyến bay vũ trụ có phi hành đoàn, kéo dài trong nhiều tháng với đích đến có thể là Sao Hỏa.