AFOULLOUSS)
Một hoặc hai năm trước, ai ở đây nghĩ rằng họ đang trải qua một đại dịch toàn cầu? Một loại virus mới lây lan khắp thế giới đã giết chết hàng triệu người. Điều đáng sợ nhất về Covid-19 là khi nó bùng phát, chúng tôi có rất ít phương pháp điều trị để giải quyết.
Nhưng vi rút, cũ và mới, không phải là mối quan tâm duy nhất của chúng tôi. Từ vi khuẩn truyền nhiễm miễn nhiễm với thuốc kháng sinh đến tỷ lệ ung thư gia tăng, nhân loại đang vật lộn để tìm ra giải pháp cho nhu cầu y tế đang thay đổi của chúng ta. Chúng tôi đang hướng về thiên nhiên để được giúp đỡ trong việc tìm kiếm các loại thuốc trong tương lai.
Tên tôi là Sam Afros và tôi là một nhà giả kim dưới nước. Nhưng thay vì biến chì thành vàng, tôi đang biến kho báu ẩn giấu của Ireland, những rạn san hô dưới biển sâu, thành liều thuốc cho tương lai của chúng ta.
Trong hàng nghìn năm, chúng ta đã sử dụng các biện pháp tự nhiên để chữa bệnh bằng cách sử dụng các loại thực vật và động vật xung quanh chúng ta. Hãy giơ tay nếu bạn đã sử dụng các biện pháp tự nhiên như mật ong hoặc gừng để giúp giảm các triệu chứng khi bị cảm lạnh hoặc ho. Hay sử dụng rượu whisky quá nóng?
Lý do vì các biện pháp tự nhiên này hoạt động dựa trên các phân tử được gọi là chất chuyển hóa đặc biệt chủ yếu được tạo ra trong các sinh vật bất động, như thực vật và nấm, để bảo vệ bản thân khỏi bệnh tật và động vật ăn thịt. Hơn 200 năm qua, các nhà khoa học đã đi đến mọi nơi trên thế giới của chúng ta để tìm kiếm các sinh vật có thể chứa các phân tử thuốc này. Nhờ nghiên cứu cơ bản này, một nửa số loại thuốc ngày nay có nguồn gốc hoặc lấy cảm hứng từ các nguồn tài nguyên thiên nhiên. Trong khi các nhà khoa học này đã lùng sục khắp bề mặt hành tinh của chúng ta để tìm các sinh vật bằng những loại thuốc tiềm năng này, thì có một khu vực vẫn chưa được khám phá - và nó tình cờ là phần lớn nhất: đại dương.
Các đại dương bao phủ hơn 3/4 bề mặt Trái đất và chứa một số hệ sinh thái đa dạng sinh học nhất trên hành tinh của chúng ta. Đại dương của Ireland có diện tích lớn gấp tám lần diện tích đất liền và nó chứa đầy những dạng sống dường như xa lạ với chúng ta. Tất cả những sinh vật mà bạn nhìn thấy bây giờ, tôi đã chụp ở vùng biển Ireland dọc theo đường bờ biển Connemara. Nếu bạn đến thăm các hồ đá, hoặc lặn với ống thở trong rừng tảo bẹ, bạn cũng có thể tận mắt chứng kiến chúng.
Jacques Cousteau đã phát minh ra môn lặn với bình dưỡng khí vào những năm 1940 để cung cấp cho các nhà khoa học công cụ để khám phá những hệ sinh thái đa dạng này. Giờ đây, họ có thể ở dưới nước hàng giờ và khám phá hàng trăm loài mới. Từ san hô đầy màu sắc đến bọt biển ngoạn mục với đủ hình dạng và kích cỡ. Khi các nhà hóa học lấy mẫu và bắt đầu phân tích các phân tử do động vật tạo ra, họ đã rất ngạc nhiên. Các phân tử mới, mà nhiều nhà hóa học cho rằng không thể hình thành. Nhưng Mẹ thiên nhiên không nghĩ vậy. Khi họ kiểm tra tiềm năng biến những phân tử mới này thành thuốc, họ phát hiện ra rằng nhiều loại có thể tiêu diệt vi khuẩn kháng thuốc nhất, xóa sổ các bệnh ung thư nguy hiểm nhất và thậm chí còn được sử dụng để điều trị cơn đau.
Hiện có 17 loại thuốc trong các hiệu thuốc và bệnh viện địa phương của bạn có nguồn gốc từ biển. Một trong những loại ma túy, ziconotide, được phân lập từ xà cừ mặc áo choàng thầy tu, còn được gọi là xà cừ hình nón ma thuật. Điều kỳ
diệu của ốc xà cừ này không chỉ nằm ở lớp vỏ và hoa văn đẹp mắt của nó, mà còn ở phân tử tự nhiên mà nó tạo ra, một loại thuốc giảm đau rất mạnh, mạnh hơn morphin 1.000 lần. Bạn có thể tự hỏi mình: Tại sao vỏ ốc xà cừ tạo ra thứ gì đó mạnh gấp 1.000 lần morphin? Đó là lý do tại sao họ di chuyển chậm?
Câu trả lời là, sự tiến hóa sinh học tài tình. Những con ốc xà cừ này săn cá, nhưng chúng không có tốc độ để săn con mồi, giống như sư tử săn linh dương. Vì vậy, thay vào đó, chúng tấn công con mồi bằng một cái nĩa, tiêm vào con mồi một hỗn hợp độc tố thần kinh mạnh, chẳng hạn như ziconotide, khiến con cá bị tê liệt ngay lập tức. Chính khả năng làm tê liệt hệ thống thần kinh của động vật có xương sống khiến ziconotide trở thành một loại thuốc giảm đau hiệu quả.
Mặc dù lặn có bình dưỡng khí là một bước tiến mang tính cách mạng, nhưng các nhà khoa học đã có thể nghiên cứu về nó. Chúng ta chỉ có thể lặn thật xa trước khi sức ép vật lý của áp suất đi xuống gây chết chúng ta. Điều này dẫn đến phần lớn các đại dương chưa được khai thác. Nhiều người từng đến nơi sâu nhất của đại dương nhưng chưa từng lên vũ trụ. Để tìm ra loại thuốc có thể sử dụng trong tương lai, chúng tôi đã lên tàu nghiên cứu để khám phá độ sâu của đại dương. "Nhà thám hiểm Celtic" đi thuyền về phía nam từ bờ biển Ireland đến một số đối tượng địa lý rộng lớn khiến trái đất trông như sẹo. Hệ thống hẻm núi dành cho tàu ngầm như Whittard Canyon, nơi đáy biển sụt giảm từ 300 mét đến 3.000 mét. Các rạn san hô dưới biển sâu phát triển mạnh trong điều kiện môi trường khắc nghiệt nhất thế giới. Điều kiện ở những độ sâu này rất khắc nghiệt đến mức chúng tôi phải thu thập mẫu bằng cách sử dụng tàu ngầm robot tối tân, có kích thước bằng một chiếc xe buýt nhỏ. Khi tôi nói điều kiện khắc nghiệt, điều kiện thực sự là cực đoan. Không giống như các rạn san hô nơi ốc nón sinh sống, nước ở đây không ấm và ẩm mà lạnh như tủ lạnh của bạn. Thay vì tươi sáng, trong trẻo và đầy nắng, lại có bóng tối và bóng tối, không bao giờ nhìn thấy ánh sáng ban ngày, được tắm trong bóng tối vĩnh cửu. Ở đây không có cách nào để bơi tự do, và nếu bạn lặn xuống độ sâu như vậy, bạn sẽ bị đè bẹp trong vài giây bởi một áp lực cực lớn, tương đương với 20 con voi, đè lên đầu bạn.
Ngay cả trong những điều kiện khắc nghiệt như vậy, các rạn san hô biển sâu vẫn là một trong những hệ sinh thái đa dạng sinh học nhất trên thế giới, sánh ngang với Rạn san hô Great Barrier và rừng nhiệt đới Amazon. Chỉ trong bức ảnh này, đã có hàng trăm loài độc đáo, từ sao biển đến quạt biển, từ san hô cốc đến crinoids, tất cả đều đã được thích nghi trong hàng triệu năm để phát triển mạnh
trong môi trường tàn bạo này. Nhiều loài động vật trong số này là loài mới đối với khoa học và vẫn đang đi đầu trong việc nghiên cứu sự sống trên hành tinh của chúng ta. Một số loài động vật này rất kỳ dị, chẳng hạn như sứa sâu, sau khi đạo diễn James Cameron của "Avatar" khám phá sâu. Các sinh vật thậm chí còn truyền cảm hứng cho những sáng tạo của anh ấy.
Sự phong phú của đa dạng sinh học này tạo ra sự cạnh tranh, đặc biệt là giữa những người cung cấp bộ lọc cho không gian, tất cả đều cố gắng tiến vào dòng chảy càng lâu càng tốt để thu được càng nhiều thức ăn càng tốt. Trong hàng triệu năm, cuộc chiến tranh giành không gian và thức ăn đã diễn ra trong bóng tối, dẫn đến một số sáng tạo sinh vật đẹp nhất vẫn chưa được thế giới khám phá. Đây là một ví dụ về những sáng tạo tuyệt đẹp đó. Chúng tôi tìm thấy một miếng bọt biển kèn rộng 2 mét ở độ sâu 1,5 km. Bọt biển này đã phát triển để phát triển một bộ xương sợi thủy tinh phức tạp kéo dài vào dòng nước. Nhưng vẻ đẹp này cũng có mặt tối. Nó chỉ ra rằng sự tồn tại và sinh sản của những bọt biển và san hô là một cuộc chiến dựa vào vũ khí hóa học. Mục tiêu của tôi là cô lập những vũ khí hóa học này để chúng ta có thể sử dụng chúng trong các cuộc chiến chống lại vi khuẩn và ung thư.
Nếu bạn nhìn kỹ miếng bọt biển này, bạn sẽ thấy những chấm nhỏ màu vàng này. Mỗi chấm vàng là một sinh vật giống san hô sống trên miếng bọt biển, sử dụng miếng bọt biển làm giàn giáo để lấy thức ăn từ dòng chảy. Điều này ảnh hưởng tiêu cực đến miếng bọt biển. Đáp lại, bọt biển và hệ vi sinh vật của nó tạo ra các hợp chất độc hại giết chết san hô. Để đối phó với điều này, san hô cũng tạo ra các hợp chất độc hại giết chết bọt biển. Mục tiêu của chúng tôi là phát triển các hợp chất này thành các liệu pháp chống ung thư mới và thuốc kháng sinh trong tương lai. Nhưng những rạn san hô này chứa hàng nghìn loài, và mỗi loài có thể chứa hàng nghìn phân tử, vì vậy bạn có thể tưởng tượng rằng việc tìm ra một loại thuốc có thể chữa khỏi một loại ung thư nhất định hoặc ngăn chặn đại dịch tiếp theo tương đương với việc mò kim đáy bể. Và vẫn còn trong bóng tối.
Nhưng cũng giống như chúng ta ngâm quả mọng và gia vị trong rượu để tạo ra rượu gin, chúng ta ngâm san hô và bọt biển trong rượu để tạo ra san hô và bọt biển gin, chúng ta gọi là chiết xuất. Sau đó, chúng tôi cung cấp chiết xuất này cho các bệnh khác nhau - ung thư, sốt rét, vi rút, thậm chí cả amip ăn não - và chúng tôi chờ đợi. Hầu hết thời gian, không có gì xảy ra. Nhưng thỉnh thoảng, một trong những chiết xuất này lại thành công trong việc tiêu diệt bệnh tật, và chúng ta biết rằng nó chứa một phân tử tự nhiên có khả năng biến thành thuốc.
Sau đó, chúng tôi cô lập các phân tử đó và thử nghiệm lại chúng với vi rút cho đến khi tìm ra phân tử phù hợp, phân tử đã mất hàng triệu năm để tiến hóa ở độ sâu tối tăm của đại dương, và giờ đây chúng tôi có thể sử dụng nó trong điều trị ung thư, kiểm soát vi khuẩn và vi rút .
Nhưng một khi chúng ta tìm thấy những loại thuốc này, chúng ta không thể xé xác những con vật này ra khỏi rạn san hô và sử dụng chúng. Điều này sẽ phá hủy sự đa dạng sinh học rất quan trọng, và sự cạnh tranh giữa các sinh vật, đó là nguồn gốc của các phân tử này. Chúng tôi không cần phải nghĩ ra một cơ chế phức tạp để tạo ra chúng trong phòng thí nghiệm. Một số phân tử này phức tạp đến mức chúng ta sẽ không thể làm được ngay cả khi chúng ta đã cố gắng. Nhưng mẹ thiên nhiên đã làm công việc khó khăn cho chúng ta. Ẩn trong DNA của những loài động vật này và các vi khuẩn liên quan của chúng là các gen mang thông tin trình tự sinh học được sử dụng để tạo ra các phân tử này. Sử dụng công nghệ tiên tiến, chúng tôi có thể đưa những gen này vào vi khuẩn như nấm men, phát triển chúng trong lò phản ứng sinh học và để vi khuẩn làm công việc khó khăn cho chúng ta, sản xuất thuốc bền vững và tiết kiệm chi phí mà không cần đến các hóa chất khắc nghiệt như kim loại nặng, được sử dụng trong quy trình sản xuất truyền thống.
Nghiên cứu của chúng tôi không chỉ để giúp bảo vệ sức khỏe con người, mà còn là sức khỏe của những rạn san hô ẩn này. Các rạn san hô dưới đáy biển sâu bao quanh hành tinh, và hơn một nửa trong số chúng đã bị phá hủy, biến thành bụi không có sự sống do kéo và các đường dài. Với các mối đe dọa mới xuất hiện, chẳng hạn như khai thác ở biển sâu, chúng đang trở nên nguy hiểm hơn bao giờ hết. Bằng cách chứng minh rằng sự đa dạng sinh học độc đáo của chúng có thể đóng vai trò như một nguồn tài nguyên thiên nhiên cung cấp cho chúng ta những loại thuốc mới, điều này không chỉ cung cấp động lực sức khỏe cộng đồng để bảo vệ những rạn san hô này mà còn là động lực kinh tế. Cũng giống như các cuộc đi săn cung cấp các động lực kinh tế để bảo vệ các hệ sinh thái xavan. Lợi nhuận tiềm năng từ việc bán thuốc có thể mang lại sự bền vững về kinh tế cho việc khám phá và bảo vệ các rạn san hô này.
Ngày nay chúng ta cần những loại thuốc mới hơn bao giờ hết và sự đa dạng sinh học đáng kinh ngạc được cung cấp bởi các rạn san hô dưới biển sâu tạo ra một thư viện tuyệt vời gồm các phân tử tự nhiên mà chúng ta có thể phát triển thành thuốc trong tương lai. Các nhóm nghiên cứu của chúng tôi đã phát hiện ra các phương pháp điều trị tiềm năng cho bệnh hen suyễn, sốt rét và thậm chí cả Covid-19, cho thấy tiềm năng đáng kinh ngạc của những rạn san hô này. Để bảo
vệ sức khỏe của chính mình, chúng ta cần bảo vệ sức khỏe của các rạn san hô dưới biển sâu. Hiệu thuốc của tương lai của chúng tôi được ẩn trong đại dương.