Gertrude “Trudy” Elion - người phụ nữ đã mang lại cho chúng ta những loại thuốc chống virus đột phá

Sinh năm 1918 tại Manhattan, Elion đã vượt qua những khó khăn tài chính và sự kì thị giới tính để đoạt giải Nobel năm 1988 về Sinh lý học hoặc Y học, trở thành người phụ nữ thứ 5 đạt được điều này. Bà chia sẻ giải thưởng với đồng nghiệp lâu năm của mình George Hitchings, người đã thuê bà năm 1944 cùng tham gia phòng thí nghiệm hoá sinh của ông tại công ty dược phẩm Burroughs Wellcome (nay là một phần của GlaxoSmithKline).

Chỉ sau khi Hitchings nghỉ hưu vào năm 1967, Elion bắt đầu cuộc hành trình được bà gọi là “cuộc phiêu lưu chống virus”. Bà đã “đủ tuổi trưởng thành” và nắm bắt cơ hội, cuối cùng, “thể hiện những gì tôi có thể tự mình làm”, bà nói với tác giả Sharon Berthsch McGrayne trong cuốn sách năm 2001 “Những người phụ nữ đoạt giải Nobel Khoa học”.

Phương pháp tiếp cận đúng đắn

Elion mới chỉ 19 tuổi khi tốt nghiệp đại học chuyên ngành hóa học tại trường Hunter vào năm 1937. Cha mẹ bà, người nhập cư từ Đông Âu, đã trải qua khủng hoảng kinh tế lớn và phá sản. Họ không thể chi trả cho việc học sau đại học của con gái và cũng không có chương trình hỗ trợ tài chính nào cho bà.

Tình hình trở nên tồi tệ hơn khi dù Elion có năng lực học vấn cao, các phòng thí nghiệm không chấp nhận nữ giới. Bà nhớ lại rằng nhiều năm sau, bà đã bị nhiều lần nhắc nhở rằng, mặc dù đủ tiêu chuẩn cho một vị trí nghiên cứu, bà sẽ “gây ra sự phân tâm” cho đồng nghiệp nam trong phòng thí nghiệm.

Tuy nhiên, Elion vẫn kiên trì, làm các công việc tạm thời và tiết kiệm tiền. Bà làm nhà phân tích thực phẩm cho một chuỗi cửa hàng bán rau, trả lời điện thoại tại văn phòng bác sĩ và dạy hoá tại các trường trung học ở New York khi đang học bằng thạc sĩ tại Đại học New York vào buổi tối và cuối tuần.

Cuối cùng, do Thế chiến II, nhiều nơi thiếu nhân lực lao động, những cơ hội thực sự đã đến với bà, đầu tiên là tại Johnson & Johnson rồi sau đó tới Burroughs Wellcome.

Cho đến thập kỉ 70, hầu hết các loại thuốc mới đều được tìm ra thông qua thử nghiệm hoặc tình cờ. Khám phá tình cờ của Alexander Fleming về penicillin đã tạo ra một cuộc cách mạng trong việc điều trị các bệnh nhiễm trùng do vi khuẩn. Quan sát tình cờ của một bác sĩ phẫu thuật quân đội Pháp, Henri Laborit về loại thuốc gây mê có tên là chlorpromazine có thể giúp bệnh nhân tầm thần phân liệt. Đây là sản phẩm đầu tiên trong một loạt các đột phá về lĩnh vực thuốc điều trị tâm thần.

Hitchings đã đề xuất một cách tiếp cận khoa học, hợp lí khác để tìm ra loại thuốc dựa trên kiến thức về mục tiêu sinh học. Ông đưa ra giả thuyết rằng các nhà khoa học có thể ức chế các tế bào mầm bệnh khỏi việc tái tạo bằng cách tạo ra các bản sao khiếm khuyết của các khối xây dựng gen. Khi các bản sao này được tích hợp vào con đường trao đổi chất của mầm bệnh, chúng sẽ làm rối loạn bộ máy tề bào, cản trở các phản ứng cần thiết cho quá trình tổng hợp DNA.

Ngay sau khi thuê Elion, Hitchings đã giao cho bà làm về chất purine. Các phân tử nitơ dạng vòng này là một loại nucleoside, một thuật ngữ cho các cơ sở cấu trúc của DNA. Elion không biết purine là gì nhưng sau nhiều tháng nghiền ngẫm tài liệu, bà bắt đầu tạo ra các hợp chất “chưa từng được mô tả trước đây” và “cảm thấy sự phấn khích của một nhà phát minh, người tạo ra một thành phần mới”.

Marty St. Clair, một nhà virus học làm việc cho Elion vào năm 1976 nói rằng: “Trudy đã tạo ra nucleoside trước khi chúng tôi biết cấu trúc DNA là gì. Bà ấy rất hiểu về hoá học.”

Elion và Hitchings đã đồng lòng trong việc áp dụng các loại thuốc mới và họ đã thành công rực rỡ. Trong vòng 20 năm, họ đã tạo ra những loại thuốc mới đối phó với nhiều căn bệnh nghiêm trọng như lao, sốt rét, gút, viêm khớp dạng thấp, thải độc nội tạng, nhiễm khuẩn,…

Loại thuốc đầu tiên mà họ phát minh, 6-mercaptopurine (6-MP), ra đời vào năm 1951 thông qua việc hợp tác với các nhà nghiên cứu tại Trung tâm Ung thư Memorial Sloan-Kettering ở New York. Vẫn là một phương pháp chính trong liệu pháp kết hợp cho trẻ em mắc bệnh bạch cầu nguyên bào lympho cấp tính (ALL), 6-MP có thể trở thành một trong những câu chuyện thành công lớn trong việc điều trị ung thư, giúp tăng tỷ lệ chữa khỏi ALL ở trẻ em từ 10% trong những năm 50 lên 80% ngày nay.

Vài năm sau, Elion và Hitchings tiếp tục phát triển chất chống sốt rét pyrimethamine, hiện được sử dụng chủ yếu để điều trị một loại bệnh do thực phẩm gây ra và có thể dẫn tới tử vong, có tên là toxoplasma. Và với sự phát triển của trimethoprim, vẫn thường được kê đơn như một phần của điều trị kết hợp cho nhiễm trùng đường tiết niệu, chúng đã bổ sung vào kho các loại thuốc được sản xuất trong thời kỳ hoàng kim của các phát minh về kháng sinh.

Ngược lại, việc phát triển các loại thuốc chống virus đã phát triển chậm chạp.

Chốn cuối cùng

Các loại thuốc chống virus đầu tiên được phê duyệt không xuất hiện trên thị trường cho đến đầu những năm 1960 và tất cả đều không đạt được kết quả như mong đợi. Như lịch sử của thuốc chống virus đã cho thấy, các phiên bản đầu tiên của chúng “nằm ở một nơi nào đó giữa nguyên tắc của hoá trị ung thư và y học dân gian.” Chúng có độc tính cao và hiệu quả thấp, chỉ làm cho hầu hết các nhà khoa học xác nhận điều mà họ đã đưa ra giả định từ lâu: Vì virus và tế bào gắn kết chặt chẽ với nhau, các bệnh do virus đơn thuần là không thể điều trị.

Tại một thời điểm nhất định, Elion có thể đã đồng ý. Năm 1948, bà nhận ra rằng một hợp chất bà tổng hợp để điều trị ung thư - 2,6 diaminopurine đã thể hiện sức mạnh chống virus đáng kinh ngạc. Bà thú vị nhưng cũng thất vọng về độc tính của thuốc, cuối cùng bà quyết định từ bỏ để tập trung vào công việc khác.

Năm 1968, ngay sau khi Hitchings rời phòng thí nghiệm để trở thành phó chủ tịch nghiên cứu, Elion tình cờ phát hiện một báo cáo về một hợp chất tương tự 2,6 diaminopurine đã cho thấy khả năng chống virus. Tin này kích thích bà và nhóm nghiên cứu tiếp tục tìm kiếm nơi bắt đầu của họ hai thập kỷ trước.

Bốn năm sau đó, họ thực hiện nghiên cứu một hợp chất mới đột phá - acyclovir, là một loại thuốc không giống bất kỳ thứ gì từ trước đến nay. Đây là một chất ức chế mạnh mẽ virus herpes với độc tính thấp. Giống như penicillin nửa thế kỷ trước, nó mở ra một kỷ nguyên mới trong điều trị bệnh.

Keith Jerome, giám đốc phòng thí nghiệm virus học phân tử tại Đại học y Washington, nói: “Acyclovir là loại thuốc đã thay đổi mọi thứ trong việc phát triển các loại thuốc chống virus hiệu quả. Nó đã chứng minh tính khả thi trong việc phát triển các loại thuốc chuyên biệt hướng tới virus mà không gây ra các tác dụng phụ.”

Acyclovir được Elion gọi là “viên ngọc cuối cùng” của mình và thực sự, đó là loại thuốc cuối cùng bà đã phát triển khi làm việc tại Burroughs Wellcome. Bà nghỉ hưu vào năm 1983 nhưng vẫn đến phòng thí nghiệm mỗi ngày, và đồng nghiệp gần như không nhận ra bà.

Năm 1991, Elion được Tổng thống George Bush trao Huân chương Khoa học Quốc gia danh giá vì bà là biểu hiện của việc làm có thể giúp “xua tan đau khổ và kéo dài sự sống cho hàng triệu người.” Elion qua đời vào năm 1999, khi bà 81 tuổi.

St. Clair nói rằng bà và các đồng nghiệp đã sử dụng các phương pháp tương tự như khi phát triển acyclovir để tìm kiếm một loại thuốc điều trị HIV. Họ nhanh chóng phát hiện ra nó trong một chất tương tự nucleoside. St. Clair chia sẻ: “Điều đó không thể xảy ra nếu không có Trudy. Chúng tôi đã làm theo hướng dẫn của bà và kết quả là chúng tôi có AZT” hay azidothymidine, loại thuốc đầu tiên được phê duyệt để điều trị HIV.

Dù có hiệu quả không cao, AZT đã mở ra cánh cửa cho nghiên cứu và phát triển các loại thuốc kháng virus tiếp theo.

Theo tiến sĩ Fauci từ Viện Dị ứng và Bệnh truyền nhiễm Quốc gia, remdesivir có thể đem lại kết quả tương tự, mở ra triển vọng mới về nghiên cứu và phát triển các loại thuốc chống Covid-19.

Theo thông tin từ nationalgeographic