Bốn công trình được vinh danh giải VinFuture

1. Công nghệ mRNA - nền tảng phát triển vaccine Covid-19

Công trình được trao giải chính VinFuture Grand Prize trị giá lớn nhất (3 triệu USD). Tác giả công trình là TS Katalin Kariko, nhà khoa học Hungary tại công ty BioNTech (Mỹ); GS Drew Weissman, nhà khoa học nghiên cứu vaccine tại Đại học Pennsylvania; GS Pieter Rutter Cullis, Giám đốc Viện Khoa học Sự sống tại Đại học British Columbia (UBC).

Công trình nghiên cứu nền tảng với hai thành tố chính tạo nên vaccine mRNA lớn là lõi mRNA biến đổi và vỏ bọc nano lipid hiệu quả để ổn định và tăng hoạt tính của mRNA.

TS Katalin Kariko và GS Drew Weissman phát triển công nghệ mRNA biến đổi nucleoside và các cải tiến khác liên quan đến vaccine mRNA. Đây là công nghệ mà Pfizer-BioNTech và Moderna đã sử dụng trong quá trình phát triển vaccine của họ. Nghiên cứu mang tính đột phá trong việc sửa đổi mRNA giúp ngăn hệ thống miễn dịch phản ứng với mRNA khi được đưa vào.

Hệ thống miễn dịch tự nhiên của cơ thể có khả năng nhận ra sự hiện diện đột ngột của RNA ngoại lai và phản ứng như thể đó là một cuộc tấn công của virus thực sự. Nghiên cứu năm 2004-2005 của TS Kariko và các cộng sự đảm bảo rằng RNA đi vào tế bào và hoạt động đúng chức năng mà không gây ra các phản ứng cytokine, không gây độc tính hoặc các tác dụng phụ.

Trong khi đó, GS Pieter R. Cullis nghiên cứu phát triển công nghệ bọc và bảo vệ để đưa vaccine mRNA vào cơ thể. Công trình tiên phong của GS Cullis về các hạt nano lipid (LNP) đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển vaccine Covid-19 mRNA và các loại thuốc cứu người khác. Nó cũng mở ra khả năng ứng dụng của công nghệ axit nucleic để phòng ngừa và điều trị nhiều loại bệnh trong tương lai.

Dựa trên thành tựu của các nhà khoa học trong nhiều năm nghiên cứu, vaccine mRNA phòng chống Covid-19 đã được phát triển trong thời gian kỷ lục, bảo vệ hàng trăm triệu người, không chỉ giúp nhân loại ứng phó Covid-19 mà còn mở ra cơ hội điều trị ung thư, bệnh tim, các bệnh truyền nhiễm khác. Hàng tỷ người trên thế giới đã được thụ hưởng thành quả của nghiên cứu này, được bảo vệ an toàn.

2. Vật liệu khung cơ kim (Metal-Organic Frameworks hay MOFs)

Nghiên cứu của Giáo sư Omar M.Yaghi - nhà khoa học người Mỹ gốc Jordan được trao giải đặc biệt dành cho nhà khoa học nghiên cứu về lĩnh vực mới, trị giá giải thưởng 500.000 USD. Công trình nghiên cứu của ông mang đến câu trả lời cho câu hỏi về nước và những tiến bộ về khoa học vật liệu liệu có thể đạt được gì.

Ông là nhà khoa học tiên phong trong việc khám phá và phát triển vật liệu khung hữu cơ-kim loại (MOFs) có tiềm năng cải thiện cuộc sống hàng ngày của hàng triệu người.

Năm 1995, GS. Yaghi đã báo cáo việc điều chế thành công dạng thức đầu tiên của hợp chất mà ông cho rằng sẽ trở thành một loại vật liệu xốp được ứng dụng rộng rãi, có tên là khung hữu cơ-kim loại (MOFs). Trong phương pháp của ông, các ion kim loại liên kết với các liên kết hữu cơ tích điện theo giản đồ bằng cacboxylat, đi kèm là bằng chứng về độ xốp của vật liệu MOF (phát hiện năm 1998) và độ xốp siêu cao của chúng (phát hiện năm 1999), tạo ra một phản ứng dây chuyền trên toàn thế giới, dẫn đến sự phát triển của hóa học và vật liệu MOF. Năm 2005, ông mở rộng phương pháp của mình để áp dụng vào việc thiết kế và kết tinh khung hữu cơ cộng hóa trị (COF) 2D đầu tiên và vào năm 2007 là COF dạng 3D. MOF và COF hiện đang được ứng dụng trên toàn thế giới.

Phát minh của GS Yaghi về MOF và COF có ý nghĩa lớn trong việc làm sạch môi trường, lọc nước, lọc không khí. Các cấu trúc dạng nano xốp này có thể được sử dụng để thu nhận, lưu trữ, phân tách và kiểm soát thành phần hóa học của nhiều loại khí và phân tử. Đồng thời nhiều ứng dụng tiềm năng trong trong hỗ trợ quá trình chuyển đổi sang không cacbon thuần, tinh chế, xúc tác và cảm biến.

3. "Da điện tử" - điều tưởng chừng chỉ có trong phim viễn tưởng

Giáo sư Zhenan Bao, nhà khoa học người Mỹ gốc Trung Quốc cùng các cộng sự phát triển da điện tử tự lành, siêu co giãn và có thể cảm nhận như da thật - điều tưởng chừng trước đây chỉ có ở trong các bộ phim viễn tưởng. Nghiên cứu của Giáo sư Zhenan Bao nhận giải thưởng đặc biệt dành cho phát minh mới, trị giá 500.000 USD. Phát minh mở ra cơ hội cho hàng triệu người được phục hồi chức năng hiệu quả.

Da điện tử được phát triển từ các lớp nhựa bán dẫn công nghệ cao, có thể co giãn, bắt chước khả năng uốn cong và chữa lành như da thật, đồng thời có cảm biến nhiệt độ, có cảm giác đau đến não, cũng có khả năng phân huỷ sinh học và thân thiện với môi trường. Xuất phát từ nghiên cứu khoa học cơ bản, bà đã phát triển một loạt các mô hình phân tử cho các vật liệu điện tử hữu cơ mới và các phương pháp chế tạo các vật liệu này.

Nghiên cứu của bà được ứng dụng trong các thiết bị thuộc lĩnh vực y tế và năng lượng. Trong đó gồm các vật liệu điện cực trong suốt (mực và phim) được ứng dụng trong sản xuất màn hình cảm ứng cho các loại màn hình lớn, điện thoại gập, thiết bị chiếu sáng OLED, pin mặt trời, thiết bị y tế như máy đo huyết áp liên tục, không xâm lấn, đeo tay hay ứng dụng vào các thiết bị điện tử để đeo và cấy ghép.

GS Zhenan Bao cũng đã ứng dụng thành công cảm biến điện tử giống như da người trong các robot giúp tăng cường đáng kể khả năng cầm nắm và thao tác các vật nhỏ, dễ vỡ mà không gây hư hại. Bà cũng đã phát minh ra "BodyNet", một loại thiết bị định vị thông minh không dây có thể dễ dàng gắn hoặc cấy ghép vào cơ thể.

4. Gel ngăn ngừa HIV cho phụ nữ

Hai vợ chồng nhà khoa học từ Nam Phi, ông Salim Abdool Karim và bà Quarraisha Abdool Karim, với phát minh gel có chứa dược chất Tenofovir - sản phẩm dành cho phụ nữ có tác dụng kháng virus HIV giành giải thưởng đặc biệt thứ ba trong nhóm giải VinFuture, trị giá 500.000 USD.

Năm 2010, cả hai nhà khoa học đã dẫn đầu một thử nghiệm lâm sàng mang tính bước ngoặt bước đầu cho thấy thuốc ARV có thể ngăn ngừa lây truyền HIV qua đường tình dục. Họ đã chứng minh gel có chứa dược chất Tenefovir có khả năng ngăn ngừa nguy cơ lây nhiễm HIV và nguy cơ mắc bệnh mụn rộp sinh dục ở phụ nữ. Nghiên cứu của họ đã cung cấp bằng chứng cho thấy Tenofovir có thể phòng ngừa lây nhiễm HIV, qua đó đặt nền móng cho phương pháp điều trị dự phòng trước phơi nhiễm HIV (PrEP).

Năm 2015, WHO khuyến nghị áp dụng PrEP với thuốc Tenefovir dạng uống là biện pháp phòng ngừa HIV tiêu chuẩn cho người có nguy cơ lây nhiễm cao. Nghiên cứu của họ có tác động to lớn với nỗ lực ngăn chặn lây lan HIV trên khắp thế giới, nhất là ở các nước đang phát triển.

Là mùa đầu tiên, giải thưởng VinFuture thu hút sự chú ý của giới khoa học toàn cầu khi tôn vinh những công trình khoa học kiệt xuất có tính ứng dụng cao, tạo ra thay đổi tích cực cho cuộc sống của hàng triệu người trên thế giới. Có 600 dự án tranh giải được gửi đến từ 70 quốc gia, trong đó gần 100 dự án từ top 2% nhà khoa học được trích dẫn nhiều nhất trên thế giới. Có 4 giải thưởng có giá trị lên tới 4,5 triệu USD. Trong đó, giải chính - VinFuture Grand Prize trị giá 3 triệu USD, gần gấp 3 giải Nobel. Ba giải đặc biệt mỗi giải 500.000 USD.