Nhà khoa học này chế tạo "máu ăn liền" cho muỗi, để chúng đỡ phải đi đốt người

Nếu con người có mì ăn liền, thì đây là sản phẩm tương tự dành cho lũ muỗi. Đó là kết quả của một ngành khoa học có tuổi đời hơn 7 thập kỷ.

Chắc hẳn đâu đó bạn đã thấy chiếc meme này trên internet, một bác sĩ tự rút máu của mình, nhỏ ra đĩa petri và nói với con muỗi: "Ăn đi! Rồi để hai chân tôi được yên". Nhưng liệu kịch bản đó có xảy ra ngoài đời thực không?

Một con muỗi ăn máu sống, nghĩa là nó chịu uống máu trực tiếp từ bên ngoài cơ thể người?

Theo kinh nghiệm của nhiều nhà khoa học thì câu trả lời là: Không!

Bạn không thể nuôi muỗi bằng cách nhỏ máu của mình ra ngoài và mong đợi chúng bâu vào uống như cách mà lũ kiến tìm thấy giọt nước đường.

Đó là bởi muỗi bị thu hút bởi mùi mồ hôi trên da người chứ không phải mùi máu. Chúng thích uống máu tươi, ấm và hút trực tiếp ra khỏi cơ thể người. Bản năng mách bảo muỗi đó mới chính là nguồn dinh dưỡng tốt nhất mà chúng có thể có.

Các nhà khoa học, vì vậy, vẫn phải dùng chính cánh tay của mình để cho muỗi ăn trong phòng thí nghiệm:

Cho muỗi ăn: Ngành khoa học có tuổi đời hơn 7 thập kỷ

Trong video phía trên là cánh tay của Perran Ross, một nhà côn trùng học tại Đại học Melbourne, Australia. Anh ấy đang cho khoảng 500 con muỗi vằn thuộc giống Aedes aegypti đốt mình trong lồng nhốt.

Ross sử dụng những con muỗi này để nghiên cứu bệnh sốt xuất huyết. Mỗi ngày, anh phải cho 5.000 con muỗi trong 10 lồng nhốt như thế này ăn no nê. Từ lúc mặt trời mọc đến khi mặt trời lặn, chúng sẽ lấy đi của Ross 16 ml máu.

Tính từ năm 2012, khi Ross bắt đầu làm đề tài thạc sĩ của mình liên quan đến muỗi, anh đã mất tổng cộng 8 lít máu để nuôi những đàn côn trùng của mình. "Nếu tất cả chúng đốt tôi cùng một lúc, có lẽ tôi sẽ chết vì mất máu", anh nói.

Đó là một thực tế có thể xảy ra, trong một số dự án, các nhà khoa học sẽ phải nuôi hàng triệu con muỗi, sau đó thả chúng vào tự nhiên. Mỗi con muỗi cái chỉ cần hút 5 microlit máu, thì chỉ cần 1,1 triệu con muỗi, toàn bộ máu trong cơ thể bạn sẽ bị rút sạch.

Thật không may, bạn sẽ tử vong khi con muỗi thứ 440.000 ăn xong bữa trưa của mình. Đó là bởi bạn không thể mất 40% máu trong cơ thể mà vẫn còn sống.

Sau đó, con muỗi thứ 440.001 nhiều khả năng sẽ bỏ lại thi thể nguội lạnh và không còn hấp dẫn của bạn. Lũ muỗi không bao giờ hút máu từ những người đã chết.

Vì vậy, trừ khi bạn có hàng chục cho tới hàng trăm tình nguyện viên sẵn sàng hiến máu để nuôi muỗi mỗi ngày, chiến lược cho muỗi ăn bằng tay không không phải là cách thông minh để nhân giống hàng triệu con muỗi.

Vậy các nhà khoa học sẽ phải làm thế nào?

Đó là câu hỏi đã làm đau đầu các nhà khoa học trong suốt 7 thập kỷ. Bằng chứng về hệ thống cho muỗi ăn đầu tiên được tìm thấy vào năm 1949, trong một nghiên cứu đăng trên tạp chí Mosquito News. Tác giả của nó Greenberg. J đã chế tạo ra một cỗ máy nuôi muỗi Aedes aegypti.

Cỗ máy có những ống máu thủy tinh, đặt trong xi lanh đồng để làm ấm liên tục bằng nguồn điện. Ở mỗi đầu ống thủy tinh được Greenberg bọc một lớp màng. Những con muỗi có thể cắm vòi qua đó để hút máu.

Tuy nhiên, trớ trêu thay không phải con muỗi nào cũng bị hấp dẫn bởi lớp màng nhân tạo. Nhược điểm của cỗ máy này là nó cũng rất cồng kềnh và yêu cầu được nuôi bằng dòng điện.

Vì vậy, một số nhà khoa học trong thập niên 50 đã cố gắng cải tiến ý tưởng của Greenberg. Năm 1956, Boorman và Potterfield đã chế tạo ra một hệ thống làm ấm đơn giản chạy bằng nước nóng tuần hoàn.

Bộ đôi sử dụng máu chuột được pha với heparin, một chất chống đông để hấp dẫn lũ muỗi. Họ cũng thay màng nhân tạo bằng da của chính những con chuột trưởng thành. Điều này được cho là đã hấp dẫn lũ muỗi đến với bữa ăn tự nhiên của chúng hơn.

Liên tiếp trong các thập kỷ tiếp theo, các nhà khoa học đã thử nghiệm những ý tưởng cho muỗi ăn mới, từ đơn giản cho đến phức tạp. Một số chỉ cần đổ máu ấm vào túi thừa của gà rồi treo lên. Một số khác tạo ra những hỗn hợp máu phức tạp, pha chúng với sodium citrate để mong tạo ra mùi vị hấp dẫn lũ muỗi hơn.

Các hệ thống làm ấm được cải tiến, mục tiêu là giữ máu ấm ở khoảng 37-40 độ, gần với thân nhiệt cơ thể người. Một số hệ thống cho muỗi ăn còn được tích hợp thiết bị khuấy.

Nhưng quan trọng nhất vẫn là lớp màng. Màng là thứ mô phỏng da người, nó được ví như bàn ăn của muỗi. Lũ muỗi sẽ không uống máu trực tiếp, bản năng nói với chúng cần tìm đến lớp màng và cắm vòi qua đó.

Mô phỏng lớp màng càng giống thật, các nhà khoa học sẽ càng tiến tới một hệ thống cho muỗi ăn hoàn hảo. Khi đó, nó có thể thay thế cánh tay của họ, để việc cho muỗi ăn trong phòng thí nghiệm không còn là cực hình.

Trong suốt 5 thập kỷ, nhiều vật liệu đã được thử nghiệm. Các nhà khoa học đã cố gắng sử dụng da chuột, da gà, lòng bò. Một số tìm đến vật liệu nhân tạo như silicon, collagen thậm chí cả vải nilon.

Và rồi họ đã tìm thấy parafilm. Parafilm là một màng mỏng, bán trong suốt và linh hoạt. Nó được làm từ hỗn hợp sáp và polyolefin - một loại nhựa nhiệt dẻo, dễ uốn và không độc hại.

Bạn thậm chí có thể ăn pafafilm mặc dù chúng không có mùi và không có vị. Đặc điểm thú vị nhất của loại vật liệu này là nó có thể tự hàn kín. Vì vậy, khi một con muỗi đâm vòi qua đó rồi rút ra, parafilm sẽ lành lại.

Đa số các hệ thống cho muỗi ăn trong thế kỷ 21 đều sử dụng màng parafilm. Tuy nhiên, Omid Veiseh, một kỹ sư sinh học tại Đại học Rice cho biết parafilm không phải là không có nhược điểm.

Loại vật liệu này chưa mô phỏng được độ dày và đàn hồi của da người. Nó cũng không cho phép các nhà khoa học áp dụng được chất hóa học lên đó. Ví dụ, khi họ muốn bôi mồ hôi của con người lên parafilm để thu hút lũ muỗi, chất liệu của vật liệu này không giống với da, mồ hôi chỉ đơn giản là đọng lại trên đó.

Điều tương tự xảy ra với các loại chất chống muỗi và xua đuổi côn trùng.

Vì vậy, trong một nỗ lực khắc phục điều đó, Veiseh và các đồng nghiệp trong phòng thí nghiệm của mình đã chế tạo ra một loại hydrogel bắt chước da người. Nó có được độ mềm và xốp nhưng vẫn đủ để muỗi phát hiện ra máu phía bên dưới.

Veiseh sau đó dùng máy in 3D để in vật liệu, tạo thành những gói máu nhỏ bằng móng tay, bên trong có một kênh ngoằn ngoèo có thể được kết nối giữa nhiều gói với nhau.

Máu thật của con người được bơm vào kênh. "Cảm giác nó giống như một miếng thạch vậy", Veiseh nói. "Những con muỗi phải cắn xuyên qua thạch để hút máu".

Ross, nhà khoa học đang cho 5.000 con muỗi ăn mỗi ngày mà bạn thấy trên video ở đầu bài viết cho biết: "Ưu điểm của hệ thống này là nó đang cố gắng bắt chước lại da người mà không sử dụng da người thật. Điều này sẽ hữu ích trong việc nghiên cứu thuốc đuổi muỗi. Đó là phương pháp quá tốt để làm được việc ấy, trong trường hợp bạn không thể sử dụng người thật".

Để kiểm tra hệ thống của mình, Veiseh và các đồng nghiệp đã làm một thí nghiệm. Họ liên kết 6 gói hydrogel với nhau theo chuỗi, tạo ra một bàn tiệc buffet có thể nuôi cùng lúc 20-30 con muỗi.

Sau đó, các nhà khoa học sử dụng 2 loại thuốc đuổi muỗi để bôi lên những gói hydrogel này. Một phần ba số gói hydrogel còn lại được để không đóng vai trò đối chứng.

Kết quả được quan sát bằng camera cho thấy khi hydrogel thấm thuốc đuổi côn trùng, lũ muỗi đã không tiếp cận máu trong các gói đó. Chúng vẫn hút máu ở những túi hydrogel bình thường.

"Đó là một khoảnh khắc eureka lớn đối với chúng tôi", Veiseh nói. Điều này chứng minh rằng hydrogel bắt chước da đủ tốt để dụ muỗi đến kiếm ăn. Và chúng cũng hoạt động như bình thường khi có chất xua đuổi muỗi.

Ross cho biết những gói máu ăn liền dành cho muỗi này cũng hữu ích cho các nhà khoa học muốn tạo ra muỗi biến đổi gen rồi thả chúng ta hoang dã. "Trước khi bạn thực hiện bất kỳ việc phóng thích thực địa nào, bạn phải đánh giá các chủng muỗi đó trong phòng thí nghiệm, và những hydrogel này có thể giúp các nhà nghiên cứu chọn ra những đột biến tốt nhất", ông nói.

Dawn Wesson, một nhà côn trùng học y tế từ Đại học Tulane, cho biết thêm, các loại gel này có thể được sử dụng để thiết kế một hệ thống cảnh báo cộng đồng — một nền tảng thu hút và quan sát muỗi trong khu vực trước khi chúng làm lây lan bệnh truyền nhiễm.

"Nếu bạn đang cố gắng phát hiện sự lây nhiễm ở muỗi hoang dã, thì thả hàng trăm gói máu này ra ngoài thực địa với một hệ thống giám sát có thể sẽ hữu ích", Wesson nói.

Trong vai trò là một nhà khoa học đã tự mình cho muỗi ăn suốt hơn 10 năm, Ross gợi ý một hướng cải tiến cho những gói hydrogel của Veiseh:

"Muỗi là sinh vật thực sự phức tạp và chúng rất giỏi trong việc săn lùng bạn từ khoảng cách xa. Chúng sử dụng carbon dioxide, mùi cơ thể, độ ẩm, độ tương phản thị giác và thậm chí cả màu sắc để chọn mục tiêu. Trừ khi bạn thêm vào tất cả các tín hiệu thu hút muỗi khác, bạn mới đạt được hiệu quả đầy đủ".

Cho tới lúc đó, chiếc meme nổi tiếng của chúng ta sẽ trở thành hiện thực. Nếu một nhà khoa học không muốn bị làm phiền bởi muỗi. Họ có thể rút máu của mình, bơm vào gói hydrogel rồi quẳng ra cho lũ muỗi. Sau đó thì chân họ sẽ thực sự được yên bình.

(Tham khảo: Wired, Rice, Pubmed, Discovermegazine, Sciencedirect, Washingtonpost, Cabdirect) 

Kì diệu: Thế giới lại vừa có thêm 1 người chữa khỏi HIV, ông ấy là bệnh nhân thứ 5 làm được điều đó