Karl Landsteiner: Người phát hiện hệ nhóm máu ABO

Karl Landsteiner sinh ra trong một gia đình gốc Do Thái tại Vienna, Áo vào ngày 14/6/1868. Ông là con trai duy nhất của Fanny Hess và Leopold Landsteiner – một tiến sĩ luật, nhà báo và là người sáng lập tờ Die Presse.

Năm 1885, Landsteiner bắt đầu học y khoa tại Đại học Vienna và bảo vệ thành công luận án tiến sĩ năm 1891. Trong khoảng thời gian này, ông đã xuất bản một bài báo về ảnh hưởng của chế độ ăn uống tới thành phần hóa học của máu. Sau khi tốt nghiệp, ông tiến hành nghiên cứu sau tiến sĩ tại phòng thí nghiệm của Ernst Ludwig, nơi ông tìm hiểu về bệnh ung thư máu liên quan đến các tế bào plasma – loại tế bào chịu trách nhiệm tạo ra các kháng thể (antibody). Kháng thể là những protein được hệ thống miễn dịch sử dụng để xác định và vô hiệu hóa vi khuẩn, virus và các vật thể lạ khác. Kháng thể hoạt động bằng cách nhận dạng và gắn vào các kháng nguyên trên bề mặt tế bào.

Landsteiner đã trải qua 5 năm làm việc tại Đức và Thụy Sĩ để học hỏi các kỹ thuật thí nghiệm hóa sinh hiện đại cùng với một số tên tuổi lớn trong ngành hóa học hữu cơ, bao gồm Emil Fischer.

Năm 1896, Landsteiner trở thành trợ lý của Max von Gruber tại Viện Vệ sinh ở Vienna, Áo. Khi đó, ông quan tâm đến cơ chế miễn dịch và bản chất của các kháng thể. Ông đặc biệt chú ý đến phản ứng ứng miễn dịch của huyết thanh, chất lỏng màu vàng nhạt chịu trách nhiệm mang tất cả các thành phần của máu đi khắp cơ thể. Một năm sau, ông chuyển sang làm việc tại khoa Giải phẫu và Bệnh học của Đại học Vienna. Trong thời gian công tác ở đây, ông đã thực hiện hàng nghìn ca khám nghiệm tử thi và xuất bản 75 bài báo nghiên cứu, trong đó có hơn 50 bài báo liên quan đến huyết thanh.

Năm 1901, Landsteiner nghiên cứu ảnh hưởng của việc trộn lẫn các tế bào hồng cầu từ người này với huyết thanh của người khác. Ông nhận thấy đa số các hỗn hợp thường tạo ra hiện tượng kết tụ của tế bào hồng cầu, hay còn gọi là “sự ngưng kết” trong thuật ngữ y học. Các nhà khoa học khác tin rằng ngưng kết máu là một phản ứng liên quan đến bệnh tật, nhưng tế bào hồng cầu và huyết thanh mà Landsteiner thu thập đều có nguồn gốc từ những người khỏe mạnh.

Trong các thí nghiệm của Landsteiner, chỉ có một số hỗn hợp không dẫn đến đông máu. Ông đã xác định các kiểu phản ứng khác nhau và phân loại máu thành ba nhóm: A, B và C (Nhóm máu C sau này được gọi là nhóm máu O).

Khi các tế bào hồng cầu từ nhóm máu A trộn lẫn với huyết thanh từ nhóm B, các tế bào hồng cầu trong nhóm A kết tụ lại với nhau. Điều này cũng đúng khi các hồng cầu từ nhóm B trộn lẫn với huyết thanh của nhóm A. Các tế bào hồng cầu của nhóm C không phản ứng với huyết thanh từ một trong hai nhóm A hoặc B. Tuy nhiên, huyết thanh từ nhóm C gây ra sự ngưng kết hồng cầu trong cả hai nhóm A và B.

Vậy điều gì khiến một nhóm máu nào đó không phù hợp với người này, nhưng phù hợp với người khác? Landsteiner cho rằng một phần nguyên nhân liên quan đến các protein, gọi là kháng nguyên (antigen). Kháng nguyên trên bề mặt các tế bào hồng cầu xác định nhóm máu của con người. Ví dụ, nhóm máu A có chứa kháng nguyên A. Trong khi đó, nhóm máu B có chứa kháng nguyên B. Nhưng nếu trộn lẫn nhóm máu A và B với nhau, chúng ta sẽ khởi động một cuộc “chiến tranh” bên trong cơ thể. Huyết tương trong máu chứa các kháng thể sẽ chống lại những tác nhân lạ xâm nhập vào cơ thể, bao gồm cả kháng nguyên không phù hợp với nhóm máu.

Khi chúng ta truyền máu với kháng nguyên không phù hợp, các kháng thể sẽ tấn công bằng cách gắn chặt với chúng, làm máu đông lại. Landsteiner gọi hiện tượng này là phản ứng miễn dịch. Những cục máu đông làm tắc nghẽn mạch máu, phá vỡ quá trình lưu thông máu và có thể gây tử vong. Chỉ cần vài mililít máu không phù hợp cũng gây ra phản ứng nghiêm trọng.

Con người không phải là loài duy nhất có nhóm máu. Chó, mèo, ngựa và khỉ cũng có nhóm máu. Nhưng động vật chứa các kháng nguyên khác con người nên không thể truyền máu giữa người và vật nuôi với nhau.

Năm 1902, một trong những học trò của Landsteiner tìm thấy nhóm máu thứ tư, AB, sẽ gây ra phản ứng nếu trộn lẫn với nhóm máu A hoặc B. Năm 1930, Ủy ban Y tế của Liên minh các quốc gia ở Geneva, Thụy Sĩ đã chính thức sử dụng danh pháp Landsteiner (A, B, AB và O) để gọi tên các nhóm máu.

Mức độ phổ biến của các nhóm máu có thể khác nhau, tùy thuộc khu vực địa lý. Ví dụ, nhóm máu O phổ biến hơn ở Tây bán cầu, trong khi nhóm máu A và B phổ biến hơn ở Đông bán cầu. Nhóm máu đóng một vai trò quan trọng trong hệ thống miễn dịch, và chúng có thể ảnh hưởng đến nguy cơ mắc một số loại bệnh. Ví dụ, người mang nhóm máu A có nguy cơ cao hơn mắc một số dạng ung thư tuyến tụy, bệnh bạch cầu (leukaemia), đậu mùa, bệnh tim và sốt rét. Trong khi đó, những người có nhóm máu O ít có khả năng phát triển bệnh sốt rét hơn, nhưng họ dễ bị ung nhọt và đứt dây chằng Achilles ở gót chân.

Công trình nghiên cứu của Landsteiner đã giúp các bác sĩ tiến hành truyền máu và cấy ghép nội tạng một cách an toàn. Đây là tiền đề để Charles Richard Drew thiết lập các ngân hàng máu đầu tiên trên thế giới. Sáng kiến này đã cứu sống vô số binh lính trong cuộc Chiến tranh Thế giới lần thứ hai và những bệnh nhân cần truyền máu trong các bệnh viện dân sự và quân sự.

Với những đóng góp to lớn của mình cho khoa học, Landsteiner được trao giải Nobel Y sinh vào năm 1930 vì đã mô tả các phản ứng miễn dịch trong hệ thống nhóm máu ABO một cách chi tiết.

Năm 1939, Landsteiner nghỉ hưu và trở thành giáo sư danh dự tại Viện Rockefeller. Ông tiếp tục công việc nghiên cứu các nhóm máu cùng với Alexander Wiener, dẫn đến việc phát hiện ra nhóm máu có yếu tố Rh vào năm 1940. Karl Landsteiner bị đau tim khi đang ở trong phòng thí nghiệm và qua đời không lâu sau đó, vào ngày 26/6/1943.

Những đóng góp của Karl Landsteiner cho y học còn vượt ra ngoài phạm vi các nhóm máu. Ông là người đầu tiên phát triển một kỹ thuật giúp xác định vi khuẩn (Treponema pallidum) gây ra bệnh giang mai bằng kính hiển vi trường tối. Ông đã khám phá cơ chế hoạt động của virus gây bệnh bại liệt và phát triển một phương pháp xét nghiệm máu để chẩn đoán virus. Ông cũng giúp làm sáng tỏ sự tham gia của các phân tử nhỏ gọi là haptens vào phản ứng miễn dịch và sản xuất kháng thể.