Được vinh danh với giải đặc biệt dành cho nhà khoa nữ VinFuture 2024 tối ngày 6/12 tại Hà Nội, Giáo sư Kristi Anseth là một trong những nhà khoa học xuất sắc nhất của Mỹ. Với hơn 30 năm trong lĩnh vực hóa học và kỹ thuật sinh học, nhà khoa học 55 tuổi đi đầu trong việc phát triển vật liệu sinh học có khả năng kích thích tái tạo mô.

Bà từng được nhận giải L'Oréal-UNESCO dành cho phụ nữ trong khoa học năm 2020 ở Bắc Mỹ vì những đóng góp nổi bật trong việc liên kết kỹ thuật với sinh học để phát triển các vật liệu sinh học cải tiến thúc đẩy tái tạo mô và phân phối thuốc hiệu quả.

Giáo sư Kristi Anseth phát biểu khi nhận giải tại VinFuture 2024

Từ đam mê cải thiện sức khỏe con người

Sinh ra và lớn lên tại một thị trấn có 13.000 cư dân thuộc bang Bắc Dakota (Mỹ), Kristi Anseth có niềm yêu thích với toán và hóa học. Khi bắt đầu học đại học, bà được cố vấn nghề nghiệp giới thiệu chuyên ngành kỹ thuật hóa học. Dù không có khái niệm gì về lĩnh vực này, nhưng bà dần bị thu hút bởi những khía cạnh liên quan đến việc cải thiện chất lượng cuộc sống và sức khỏe con người.

Bước ngoặt quan trọng trong sự nghiệp của Kristi Anseth khi thực hành nghiên cứu trong văn phòng của Nicholas Peppas - một nhà nghiên cứu kỹ thuật sinh học, trong thời gian theo học tại Đại học Purdue. Bà Anseth cho biết nhờ Peppas, bà hiểu bản thân có thể đóng góp nhiều vào lĩnh vực này qua những nghiên cứu và cơ hội có sẵn bằng việc theo đuổi những bằng cấp cao hơn.

Vì lẽ đó,sau khi tốt nghiệp bằng cử nhân kỹ thuật hóa học tại Đại học Purdue năm 1992, bà tiếp tục theo học sau đại học tại Đại học Colorado Boulder và vị trí sau tiến sĩ tại Học viện Công nghệ Massachusetts. Tại đây, bà đã say mê với những mô tả về giai đoạn đầu của kỹ thuật mô sau khi tham dự một buổi thuyết giảng của giáo sư Robert Langer.

Ấn tượng với tính chất liên ngành trong phòng thí nghiệm của giáo sư Robert Langer, nơi mà các nhà sinh vật học, nhà hóa học, nghiên cứu sinh, kỹ sư sinh học, kỹ sư hóa học cùng nhau giải quyết những vấn đề y khoa phức tạp, bà mong muốn có thể mô phỏng môi trường thú vị này với nhóm của mình nên đã quyết định ra nhập giảng dạy tại Đại học Colorado Boulder.

Bằng việc hướng dẫn nhiều học sinh với những nền tảng khác nhau, bà Anseth cho biết bản thân quý trọng cơ hội để học điều mới. Một trong những thách thức để thăng tiến trong sự nghiệp, theo bà là chấp nhận rủi ro, nhảy vọt và học hỏi từ thất bại. Việc bao quanh bởi những nhà nghiên cứu tận tâm và tài năng giúp bà liên tục thúc đẩy bản thân tiến về phía trước.

Với đam mê tận dụng kỹ năng kỹ thuật của mình vào sức khỏe con người, giáo sư Kristi Anseth đã có đóng góp sâu sắc vào việc phát triển vật liệu sinh học bằng cách vận hành ở phạm vi giao thoa giữa sinh học tế bào, kỹ thuật hóa học và y học. Công việc của bà đã củng cố giá trị của nghiên cứu đa ngành trong việc giải quyết các thách thức xã hội và giúp cô trở thành một trong số ít kỹ sư được bầu vào cả ba Học viện Kỹ thuật, Y học và Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ.

…tới vật liệu giúp cơ thể tự chữa lành

Giáo sư Kristi Anseth cùng nhóm nghiên cứu của bà tiên phong phát triển các vật liệu sinh học để làm chất nền ngoại bào (ECM) tổng hợp, nắm bắt những đặc điểm chính về sinh hóa và sinh lý của hốc tế bào - môi trường đặc trưng của mô, mang tính hỗn tạp và năng động. Điểm độc đáo trong phương pháp của bà là khả năng tạo ra các chất nền chứa tế bào trong không gian ba chiều, trong đó đặc tính của chất nền có thể thay đổi theo yêu cầu - gọi là sinh học 4D.

Bà cùng đồng nghiệp tìm hiểu cách tế bào cảm nhận, lưu trữ và trao đổi thông tin với ECM, sau đó dùng thông tin này để chỉnh sửa hốc vật liệu sinh học thành phương tiện vận chuyển tế bào để tái tạo mô trong các mẫu bệnh ống nghiệm và mẫu sinh lý để khám phá và sàng lọc thuốc. Phương pháp chú trọng vật liệu của bà cung cấp công cụ để thực hiện nhiều thí nghiệm sinh học tế bào độc đáo và giải quyết những rào cản lớn trong y học tái tạo.

Công trình nghiên cứu về chỉnh sửa mô của nữ giáo sư đã giúp cải tiến các phương pháp điều trị y tế cho nhiều phần cơ thể, từ giúp xương gãy lành nhanh hơn đến thay thế van tim bị bệnh. Nghiên cứu quan trọng của giáo sư Anseth về cách tín hiệu ngoại bào truyền qua tế bào và bằng chứng của bà về cơ chế mới để vận chuyển phân tử sinh học đã giúp cách mạng hóa lĩnh vực này.

Giáo sư Kristi Anseth được công nhận rộng rãi vì kết hợp sinh học phân tử và tế bào hiện đại với kỹ thuật và toán học để tạo ra thế hệ vật liệu sinh học tiếp theo là chất thay thế mô có khả năng phục hồi, duy trì hoặc cải thiện chức năng mô. Những phát hiện của bà đến nay đã mang về khoảng 18 bằng sáng chế.

"Chúng ta đã tái tạo da, sụn, mạch máu, và cũng đã giúp xương lành nhanh hơn. Nhưng chúng ta vẫn cần nghiên cứu thêm. Ví dụ, tại sao tim không tái tạo sau cơn đau tim theo cách giống như cơ xương mà chúng ta dùng để đi bộ và tập thể dục?", nữ giáo sư đặt câu hỏi.

Dự đoán về những tiến bộ y học nổi bật trong khoảng 10 năm tới, giáo sư Kristi Anseth cho biết con người sẽ tìm ra cách can thiệp sớm hơn để khiến cơ bắp phát triển, chữa lành sụn hoặc dây thần kinh... những điều chưa thể thực hiện lúc này. Một trong những mục tiêu tham vọng nhất của nữ giáo sư là chống lại những vấn đề sức khỏe liên quan đến tuổi tác.

"Lão hóa là một quá trình tự nhiên phức tạp mà chúng ta không thể đảo ngược nhưng chúng ta có thể cải thiện chất lượng cuộc sống cho những người bị thoái hóa khớp, cơ và tim", giáo sư cho biết.