Tìm ra cách để vaccine đông lại dù đã rã đông mà không bị hỏng từ một lần ngồi uống nước ở Hồ Tây, TS Đào Minh Huy chinh phục quỹ khoa học uy tín bậc nhất ở Mỹ - vốn hiếm tài trợ cho lĩnh vực Dược.
Đào Minh Huy, hiện là Assistant professor (bậc đầu tiên trong ba bậc giáo sư ở Mỹ) tại trường Dược, Đại học Louisiana, Monroe (ULM). Anh giảng dạy, nghiên cứu, phát triển những phương pháp đông khô và bảo quản lạnh chế phẩm sinh học và các tế bào.
Trong đó, nghiên cứu tập trung vào bản chất ảnh hưởng tiêu cực và stress (áp lực) của đông lạnh và đông khô lên protein. Phương pháp mà anh theo đuổi có thể giúp sinh phẩm (kháng thể đơn dòng, protein trị liệu, vaccine) đông lạnh và rã đông nhiều lần mà vẫn giữ được chất lượng.
Đầu tháng 4, dự án này được Quỹ khoa học quốc gia Mỹ (NSF) trao khoản tài trợ 380.000 USD (khoảng 10 tỷ đồng) trong ba năm. Theo bài đăng trên website của trường, NSF chỉ tài trợ cho nghiên cứu cơ bản, đánh giá một cách khắt khe và đặc biệt hiếm với giảng viên dược hoặc khoa học sức khỏe.
"Mình vui hơn đỗ đại học ngày xưa, vì đây là lần đầu tiên nộp đề cương nghiên cứu tới NSF", anh Huy nói.
Anh Huy là con trai của TS Đào Minh Đức, nguyên Trưởng bộ môn Hóa lý tại trường Đại học Dược Hà Nội. Niềm đam mê khoa học của anh nảy nở từ những ngày ngồi nghịch máy móc, đèn cầy trong phòng thí nghiệm khi theo bố đến trường.
Anh Đào Minh Huy. Ảnh: Nhân vật cung cấp
Ở nhà, anh cùng bố làm nhiều thí nghiệm nhỏ trên sân thượng, như soi ánh mặt trời qua cốc sữa loãng, hay quan sát thạch sùng trong không gian kín. Ông Sơn cũng thường đem hóa chất về để con và các bạn tập làm thí nghiệm, như kết tủa bari sulfat, hay đốt cháy maggie...
"Từ những trải nghiệm ấy, tới bây giờ, mình vẫn luôn thấy cuốn hút trước những hiện tượng rất bình thường xung quanh", anh Huy chia sẻ.
Lên đại học, anh đỗ trường Dược, rồi ở lại giảng dạy, nghiên cứu trong 5 năm sau tốt nghiệp. Năm 2016, anh giành học bổng của Quỹ Giáo dục Việt Nam (VEF), sang Mỹ học tiến sĩ tại Đại học Mississippi. Được giáo sư hướng dẫn, anh có thêm cảm hứng về lĩnh vực khoa học vật liệu và khoa học bề mặt, cùng tư duy liên ngành để ứng dụng trong quá trình nghiên cứu.
Đây cũng là giai đoạn hướng nghiên cứu về bảo quản thuốc của anh bén rễ. Trong đại dịch Covid-19, vaccine phải được trữ đông cực kỳ nghiêm ngặt, ở -80 độ C. Chúng thường hỏng ngay trong 24 tiếng khi đã rã đông tại nhiệt độ phòng hoặc ở mức 4 độ C trong tủ lạnh. Điều này đặt ra một bài toán là làm sao để chế phẩm có thể trải qua chu kỳ đông-rã đông nhiều lần mà không ảnh hưởng chất lượng.
Năm 2021, anh tới trường Dược, thuộc Đại học Texas, Austin (UT Austin) làm nghiên cứu sinh sau tiến sĩ, chuyển hoàn toàn hướng nghiên cứu từ tổng hợp hóa dược sang kỹ thuật đông khô và sinh phẩm. Anh thấy mình như "cá quay lại nước", sau nhiều năm còn mông lung về đam mê thực sự.
Dù vậy, việc tìm được hướng nghiên cứu không dễ dàng. Anh "lặn ngụp" trong những bài báo, kỹ thuật mới để tìm cách lắp ráp lại kiến thức. Chẳng hạn, Huy từng mất hai tuần chỉ để chạy khắp các khoa, tìm người giải quyết giúp vài dòng lệnh Python khiến chương trình không hoạt động được.
"Khi nhìn lại sau mỗi lần bế tắc, thất vọng vì không hiểu tại sao không làm được điều mong muốn, mình nhận ra đã học được rất nhiều kỹ năng mới", anh Huy nói.
Anh cũng thấy bản thân thích các kết quả không như ý, vì trong đó ẩn chứa những câu hỏi thú vị. Huy tâm đắc với quan điểm của Isaac Asimov, một giáo sư sinh hóa người Mỹ: "Trong khoa học, câu nói thú vị nhất báo hiệu những khám phá mới không phải là 'Eureka!' mà là 'Kỳ lạ thật đấy...'".
"Xét về triết lý đạo Phật, mọi sự khổ đau đều tới từ 'bất như ý'. Mình áp dụng nó vào nghiên cứu, nên dù kết quả không như ý muốn, mình vẫn vui vẻ", anh Huy nói.
Mỗi lần thí nghiệm chưa thành công, anh nhìn lại sổ ghi chép để kiểm tra xem yếu tố nào chưa được kiểm soát tốt, như nhiệt độ tủ lạnh không ổn định, hay do độ ẩm không được kiểm soát tốt (vì ngày hôm đó mưa nhiều). Sau đó, anh điều chỉnh, lặp đi lặp lại tới khi đạt kết quả mong muốn.
Năm 2024, anh vào ngạch biên chế (tenure-track) tại ULM, vừa giảng dạy vừa tiếp tục nghiên cứu về phương pháp đông khô và bảo quản lạnh. Cùng năm, anh thực hiện thành công một thí nghiệm, từ một quan sát ngẫu nhiên khi ngồi uống nước ở Hồ Tây.
Lúc đó, anh cầm một viên đá lên và thấy nó gần như trong suốt hoàn toàn, khác hẳn những viên đá đục vì chứa nhiều bọt khí khi tự làm ở nhà. Anh ngẫm thấy chính những bọt khí đó là một trong các tác nhân gây tổn hại cho mô, nội tạng và các chế phẩm sinh học khi chúng trải qua nhiều chu kỳ đông lạnh, rã đông. Nếu có thể tạo ra một môi trường đông lạnh tương tự viên đá trong suốt và đưa các chế phẩm sinh học hoặc mô tạng vào bên trong, khả năng cao chúng sẽ được bảo quản tốt hơn.
Suy nghĩ này dẫn anh tới loạt thí nghiệm để kiểm chứng trong suốt một tháng, nhưng không ra được kết quả khả quan. Cho tới một hôm, khi tâm trạng xuống đáy, anh "tặc lưỡi" thử loại bỏ gần như toàn bộ bọt khí và oxy hòa tan trong dung dịch, rồi tiến hành đông lạnh.
Bất ngờ, kết quả cho thấy protein và tế bào bên trong dung dịch được bảo vệ tốt hơn đáng kể. Anh nhận ra việc loại bỏ khí trước khi bảo quản lạnh có thể là một hướng đi hữu ích để tăng độ bền của các chế phẩm sinh học và mô tế bào.
Khi NSF mở đăng ký tài trợ nghiên cứu, anh liền nộp hồ sơ để thử sức với tâm thế học hỏi quy trình, nhưng được chấp nhận ngay.
Theo ông Robert O. Williams, giáo sư hướng dẫn anh Huy làm nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại UT Austin, tỷ lệ thành công khi xin tài trợ NSF khá thấp, dao động 10-20%. Ông nhìn nhận công trình nghiên cứu của anh có tính đột phá, tập trung vào những câu hỏi khoa học cơ bản và ứng dụng mà NSF quan tâm.
"Nghiên cứu của Huy sẽ ảnh hưởng tới lĩnh vực bảo quản sinh học và sản xuất tiên tiến, xa hơn nữa là ứng dụng vào bảo quản lạnh - một ưu tiên của Mỹ", vị giáo sư nói.
Anh Huy và GS Robert Williams (ngoài cùng bên trái), tại Đại học Texas, Austin. Ảnh: Nhân vật cung cấp
Anh Huy thấy tự hào vì đã phần nào tiếp nối truyền thống hiếu học của gia đình, vốn là một bệ đỡ vững chắc. Anh cũng tin rằng tri thức và nghiên cứu khoa học có thể giúp mỗi người vượt qua những giới hạn về xuất thân, địa lý hay điều kiện kinh tế. Khi làm chủ được ngôn ngữ khoa học, các nhà nghiên cứu có thể tìm thấy cơ hội ở bất kỳ đâu trên thế giới.
Trước mắt, anh Huy cho hay sẽ dùng khoản tài trợ để chi trả lương, học phí cho nghiên cứu sinh và trợ lý phòng thí nghiệm, mua sắm hóa chất và dụng cụ nghiên cứu.
Khoản này cũng sẽ giúp anh thực hiện các thí nghiệm mở rộng về cơ chế stress lên sinh phẩm, mở ra hướng nghiên cứu dài hạn về bảo quản hồng cầu ở điều kiện nhiệt độ phòng, đông lạnh mô và cơ quan, để tạo ra ngân hàng ghép tạng. Đây vẫn còn là vấn đề ngoài tầm với của khoa học kỹ thuật hiện tại.
"Mình không hy vọng sẽ giải quyết được hoàn toàn các vấn đề này, nhưng tin rằng nghiên cứu sẽ góp phần thúc đẩy khoa học tiến lên, để một ngày nào đó ngân hàng ghép tạng với tạng đông lạnh sẽ không còn là phim khoa học viễn tưởng", anh Huy nói.
Khánh Linh
