Mô hình điện toán làm sáng tỏ đáp ứng miễn dịch trong quá trình phẫu thuật tim
Nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi Peter Sloot, giáo sư Hệ thống phúc hợp thích ứng tại Đại học Amsterdam, đã xác định được cơ chế đằng sau đáp ứng miễn dịch kích hoạt trong cơ thể bệnh nhân trong khi phẫu thuật tim. Nghiên cứu của nhóm tiết lộ rằng qua chỉ định các enzyme bổ sung, hay gọi là alkaline phosphate, cho những bệnh nhân đang phẫu thuật tim, có thể giúp họ kiểm soát được đáp ứng miễn dịch sau đó. Điều này dẫn đến kết quả là thời gian bình phục ngắn hơn và tỷ lệ sống còn cao hơn đáng kể. Kết quả của nhóm được công bố trên tạp chí mở hàng đầu Frontiers in Immunology.
Từ khi sự sống xuất hiện khoảng 3.8 tỷ năm trước, rất nhiều dạng sống đã tìm cách tự bảo vệ bản thân ở mức độ tế bào khỏi các các nhân gây bệnh từ bên ngoài. Trong những dạng sự sống sớm nhất và con người hiện nay, những cuộc tấn công của vi khuẩn, nấm và vi-rút được đẩy lùi bởi hệ miễn dịch bẩm sinh. Qua hàng nghìn năm, sự đồng tiến hóa của cả hệ miễn dịch và tác nhân gây bệnh dẫn tới sinh ra một hệ miễn dịch cực kỳ phức tạp, cực kỳ nhạy cảm và hiệu quả. Dù điều này đem lại sự sinh tồn của sự sống, vẫn có những trường hợp hệ miễn dịch nhạy cảm dẫn tới các hệ quả có hại. Một ví dụ rõ ràng và trong lúc mổ, hệ miễn dịch hoạt động quá mức thông qua đáp ứng với viêm cấp tính.
Một nhóm enzyme nhất định, alkaline phosphate, đóng vai trò khó ngờ trong hiện tượng này - ngoài giải độc cơ thể, các enzyme này còn có trách nhiệm đảm bảo các rào chắn của cơ thể, như ruột và hàng rào máu não, liên tục hoạt động hoàn chỉnh. Mỗi khi sự thải độc thất bại hay các rào chắn bị mất chức năng, các biến chứng xuất hiện dưới dạng dáp ứng miễn dịch cấp tính kèm theo những hệ quả khôn lường. Sloot và nhóm của ông đã làm sáng tổ quá trình này với sự trợ giúp của mô hình điện toán và nghiên cứu lâm sàng.
Một nhóm enzyme nhất định, alkaline phosphate, đóng vai trò khó ngờ trong hiện tượng này.
Tốt hơn cho bệnh nhân và ngành y tế
“Mô hình điện toán cho phép chúng tôi dự đoán cả trước khi và trong khi phẫu thuật xem liệu hệ miễn dịch của bệnh nhân sẽ đáp ứng lại với cuộc tấn công ra sao,” đồng tác giả Ruud Brands, nhà sinh học phân tử tế bào tại Đại học Otrecht và chủ tịch Công ty Alloksys Life Sciences cho biết. “Phẫu thuật viên tim ngực có thể chủ động đo đạc để ngăn ngừa tình trạng bệnh nhân trở nên xấu đi, có thể dẫn tới các hệ lụy xấu về lâu dài. Điều này không chỉ tốt cho bệnh nhân, mà còn giúp tiết kiệm chi phí về dài cho lĩnh vực chăm sóc sức khỏe.”
“Nó là một chặng đường dài và gian nan,” Sloot nói rằng. “Hệ miễn dịch thực sự là một hệ thống phức tạp, với vô số tương tác và cơ chế phản hồi. Nó thường bộc lộ hành vi không thể đoán trước được giữa ranh giới của trật tự và hỗn loạn. Mô hình điện toán mới này không chỉ đơn thuần là một thuật toán có thể áp đặt lên một núi dữ liệu. Thật ra thì khá ngược lại. Nó là nỗ lực triệt để đầu tiên nhằm tiếp cận một cách toàn vẹn những hiểu biết sâu hơn về các quá trình ẩn náu bên dưới. Tất cả là nhờ vào nỗ lực và quyết tâm của nhóm các nhà khoa học máy tính, các nhà sinh học và các nhà toán học và chúng tôi mới có thể chạm tới hiểu biết cực kỳ quan trọng này.”