“Đột phá” cuốn sách truyền cảm hứng cho độc giả trẻ say mê nghiên cứu khoa học

16 tuổi, Jack Andraka đã giành được Giải thưởng Intel ISEF Gordon E Moore trị giá 75.000 USD tại Hội chợ Khoa học và Kỹ thuật Quốc tế Intel năm 2012 trao cho phát minh mới để phát hiện sớm căn bệnh ung thư tuyến tụy. Và cuốn tự truyện của Jack Andraka, “Đột phá”, là cuốn sách xuất sắc truyền cảm hứng cho độc giả trẻ say mê nghiên cứu khoa học.

“Edison của thời đại chúng ta”

Được mệnh danh là “Edison của thời đại chúng ta”, Jack Andraka năm 16 tuổi có vẻ bề ngoài trông giống nhiều cậu bé thiếu niên ở độ tuổi của mình với một chút phá cách. Mái tóc của cậu có nhiều nét tương đồng với các thành viên ban nhạc huyền thoại The Beatles.

Cuốn tự truyện của Jack Andraka, “Đột phá”, là cuốn sách xuất sắc truyền cảm hứng cho độc giả trẻ say mê nghiên cứu khoa học.

Sinh ra trong một gia đình có mẹ là bác sĩ gây mê, cha là một kỹ sư xây dựng, ngay từ nhỏ hai anh em Jack đã sớm có tình yêu với toán học và khoa học. Dưới tầng hầm căn nhà nơi gia đình họ ở, có phòng thí nghiệm của hai anh em Jack. Tại trường học Jack cũng thường xuyên thực hiện những thí nghiệm khác người và nhiều bạn bè vui đùa gọi cậu là Nhà khoa học điên Andraka.

Cha mẹ của Jack rất khuyến khích các con mày mò nghiên cứu khoa học. Bà vui vẻ chia sẻ: “Tôi không biết các con đang làm gì ở dưới đó. Tôi chỉ nói: "Đừng đốt nhà hoặc giết chết chính con hoặc anh/ em trai của con”.

Cái chết đột ngột của một người bạn thân của gia đình Jack, người mà cậu coi như chú của mình- chú Ted - là khởi nguồn ý tưởng nghiên cứu về phương pháp xét nghiệm sớm căn bệnh ung thư tuyến tụy của Jack Andraka. Chỉ 6 tháng sau khi phát hiện ra căn bệnh, người chú ấy của Jack đã mất trong đau đớn.

Ung thư tuyến tụy là một trong những bệnh ung thư gây tử vong cao nhất, với tỷ lệ sống sót sau 5 năm là 6%. Nhưng do phát hiện muộn nên 85% bệnh nhân ung thư tuyến tụy sẽ chỉ sống được 2 năm.

Khoảng 40.000 người chết vì căn bệnh này mỗi năm. Không giống như vú hoặc ruột kết, tuyến tụy nằm sâu trong khoang cơ thể và khó chuẩn đoán bằng hình ảnh, các triệu chứng ban đầu của bệnh cũng dễ bị nhầm lẫn sang các bệnh lý khác. Anirban Maitra, nhà nghiên cứu bệnh học và ung thư tuyến tụy của Johns Hopkins, người cố vấn của Andraka cho biết: “Nhiều người đến gặp bác sĩ thì đã quá muộn”

Khi ung thư phát triển, cơ thể thường phát ra một tín hiệu không thể nhầm lẫn: sự dư thừa của một loại protein nào đó. Trong rất nhiều các loại protein đó, Jack đã đào sâu tìm hiểu, và cuối cùng cậu chọn mesothelin.

Đồng thời, Jack cũng để ý thấy cha mình và anh trai đã sử dụng ống nano cacbon để sàng lọc các hợp chất trong nước từ Vịnh Chesapeake. Jack thực sự bị ám ảnh với các ống nano, nhìn bằng mắt thường giống như những đống bụi nhỏ màu đen, nhưng thực sự là những hình trụ nhỏ bé có đường kính bằng 1/500 sợi tóc người có thể tạo thành những mạng lưới siêu nhỏ. Cậu cho biết: “Chúng có những đặc tính tuyệt vời, chúng mạnh hơn thép và dẫn điện tốt hơn đồng”.

Một ngày trong lớp học, khi đang lén lút đọc về các ứng dụng cho ống nano, Jack nghe thấy giáo viên sinh học của mình giảng giải về kháng thể, cách kháng thể liên kết với các protein cụ thể trong máu. Đột nhiên, ý tưởng nảy lên trong đầu Jack: Điều gì sẽ xảy ra nếu cậu có thể tạo ra một mạng lưới ống nano với các kháng thể đặc hiệu với mesothelin, sau đó đưa vào một giọt máu của bệnh nhân ung thư tuyến tụy? Các kháng thể sẽ liên kết với mesothelin và mở rộng.

Các phân tử tăng cường này sẽ lan truyền các ống nano ra xa nhau hơn, làm thay đổi tính chất điện của mạng lưới: Càng có nhiều mesothelin, càng có nhiều kháng thể liên kết và phát triển lớn, và tín hiệu điện sẽ trở nên yếu hơn. Các nhà khoa học khác gần đây đã thiết kế các xét nghiệm tương tự đối với ung thư vú và tuyến tiền liệt, nhưng không ai đề cập đến ung thư tuyến tụy. “Nó được gọi là kết nối các dấu chấm”.

Jack Andraka đã viết ra một giao thức thử nghiệm và gửi nó qua e-mail cho 200 nhà nghiên cứu với hy vọng được ai đó cho mượn phòng thí nghiệm, để cậu thử tiến hành các thí nghiệm của mình. Cuối cùng chỉ có bác sĩ Maitra đồng ý cho cậu mượn phòng thí nghiệm của mình.

Tiếp đó, Jack Andraka đã làm việc trong bảy tháng, mỗi ngày sau giờ học và thường vào các ngày thứ Bảy cho đến sau nửa đêm với thức ăn đa phần là pizza, trứng luộc và kẹo Twix. Cậu thậm chí đã làm việc suốt Lễ Tạ ơn, Giáng sinh và trải qua sinh nhật thứ 15 của mình trong phòng thí nghiệm, lẩn vào gầm cầu thang để chợp mắt khi quá mệt.

Trong suốt quá trình đó, Jack đã nhiều lần gặp thất bại, trong đó đáng kể là chuyện các mẫu nuôi cấy tế bào có giá trị trong một tháng đã phát nổ, khiến cậu thất vọng đến mức phải bật khóc. Nhưng chính quá trình đó đã giúp Jack dần học được tác phong, kinh nghiệm của một người làm khoa học thực sự.

Và việc thiếu kinh nghiệm lại giúp Jack có được những giải pháp hữu hiệu và ít tốn kém. Đối với các que thử của mình, Jack quyết định sử dụng giấy lọc đơn giản, đủ thấm để thấm dung dịch cần thiết của ống nano carbon và kháng thể mesothelin, và không tốn kém. Để đo sự thay đổi điện trong một mẫu, cậu đã mua một ohmmeter trị giá 50 đô la tại Home Depot, hay cậu đã quẹt một chiếc kim khâu của mẹ mình để dùng làm điện cực…

Jack đã phát hiện ra biện pháp xét nghiệm ung thư gây chấn động, chỉ tốn chưa đến 1.000VNĐ, nhanh hơn 168 lần, nhạy hơn 400 lần so với phương pháp cũ.

Khoảng 2:30 sáng, một ngày Chủ nhật tháng 12, mẹ cậu - Jane Andraka – đang ngủ gật trong xe khi chờ đợi con làm thí nghiệm – đã bị đánh thức và tỉnh hẳn ngủ bởi tiếng reo, nụ cười ngoác miệng, sau đó là tiếng hét của Jack: “Mẹ ơi, mẹ biết không… Thành công rồi!”. Thử nghiệm của Jack đã phát hiện ra mesothelin trong các mẫu nhân tạo. Vài tuần sau, nó xác định chính xác mesothelin trong máu của những con chuột mang khối u tuyến tụy của người.

Jack đã phát hiện ra biện pháp xét nghiệm ung thư gây chấn động, chỉ tốn chưa đến 1.000VNĐ, nhanh hơn 168 lần, nhạy hơn 400 lần so với phương pháp cũ. Và khi mới 16 tuổi, Jack Andraka đã giành được Giải thưởng Intel ISEF Gordon E Moore trị giá 75.000 USD tại Hội chợ Khoa học và Kỹ thuật Quốc tế Intel năm 2012 – được coi là cuộc thi nghiên cứu khoa học lứa tuổi trung học phổ thông lớn nhất thế giới.

Và cuốn sách “Đột phá”

‘Đột phá’ là cuốn tự truyện của Jack Andraka. Trong cuốn sách này, Jack không những kể lại nguồn cảm hứng, và quá trình nghiên cứu để tìm ra phương pháp xét nghiệm ung thư tuyến tụy gây chấn động, mà cậu còn kể lại toàn bộ tuổi thơ của mình. Ở đó, vào những năm cấp 2, khi phát hiện và chia sẻ với bạn bè cùng thầy cô mình là người đồng tính, Jack bị kỳ thị, trêu chọc. Cái chết của chú Ted khiến cậu mất phương hướng và tự tử nhưng không thành. May mà cha mẹ Jack luôn yêu thương, động viên và đồng hành cùng con. Lên cấp 3, học ở ngôi trường mới, cậu mới hòa nhập được với các bạn.

Và bên cạnh việc truyền cảm hứng cho những người trẻ đam mê dấn thân vào nghiên cứu khoa học, để mang lại đổi thay cho cuộc sống của nhiều người, “Đột phá” của Jack Andraka còn là cuốn sách truyền cảm hứng cho người đọc vượt qua chứng trầm cảm và sự bắt nạt đồng tính để vươn lên. Thông điệp mà chàng trai trẻ Jack Andraka gửi đến những người trẻ tuổi là: mỗi chúng ta có thể thay đổi thế giới nếu chúng ta có can đảm cố gắng! Các thí nghiệm khoa học được giới thiệu xen kẽ, đặc biệt ở cuối cuốn sách, làm cho “Đột phá” trở thành một tài liệu hoàn hảo cho các chương trình giảng dạy STEM.

Cuốn sách “Đột phá” của Jack Andraka là cuốn sách STEM xuất sắc nhất năm 2017 do Hiệp hội giáo viên khoa học Mỹ bình chọn. Trên trang bán hàng trực tuyến lớn nhất thế giới Amazon, cuốn sách nằm trong top 20 cuốn sách trải nghiệm hay nhất dành cho thanh thiếu niên. Nhận xét về cuốn sách tờ USA Today viết: “Không chỉ thú vị và chân thực tột bậc, tự truyện của Jack mở ra sự thật về tuổi trưởng thành, và tất cả được chia sẻ rộng mở với độc giả. Jack Andraka xứng đáng là người truyền cảm hứng cho thế hệ của chính cậu!”.