Hàng triệu năm trước khi khủng long xuất hiện, những sinh vật kỳ lạ đã bò trên đáy biển. Chúng trông như đang đội chiếc mũ sắt có gai, với đôi mắt nhỏ nằm phía trên và chiếc đuôi nhọn vươn ra phía sau.

Loài ấy chính là cua móng ngựa (horseshoe crab), thường gọi là sam biển ở Việt Nam, vẫn còn tồn tại đến nay và thuộc bộ Xiphosura – từ gốc Hy Lạp cổ có nghĩa là “kiếm” và “đuôi”. Dù tên gọi là cua, nhưng chúng không phải là giáp xác, mà có họ hàng gần gũi hơn với loài nhện.

Hóa thạch sam biển đã được tìm thấy từ thời kỳ Ordovic muộn, cách đây khoảng 450 triệu năm. Kể từ đó, bốn loài còn sống sót ngày nay gần như không thay đổi hình dáng, khiến chúng thường bị gọi nhầm là “hóa thạch sống”.

Tuy cổ xưa, nhưng sam biển lại đóng vai trò quan trọng trong y học hiện đại. Phần lớn chúng ta, vào lúc nào đó, đều đã được cứu sống nhờ dòng máu xanh đặc biệt của chúng.

Màu xanh này đến từ haemocyanin, một sắc tố vận chuyển oxy, tương tự như hemoglobin đỏ trong máu động vật có xương sống. Nhưng điều quý giá hơn cả là trong máu cua móng ngựa có các tế bào miễn dịch gọi là amebocyte, vô cùng nhạy với độc tố vi khuẩn (endotoxin).

Endotoxin tồn tại khắp nơi trong môi trường và không dễ bị loại bỏ bằng tiệt trùng. Nếu vaccine nhiễm endotoxin, chúng có thể gây ra phản ứng chết người, trước đây gọi là “sốt tiêm”.

Ngày xưa, các lô vaccine được kiểm tra bằng cách tiêm vào thỏ sống. Nếu thỏ sốt, tức là vaccine bị nhiễm độc.

Đến thập niên 1960, các nhà sinh vật học biển Mỹ phát hiện máu cua móng ngựa đông lại ngay lập tức khi gặp endotoxin gây sốt. Đây là cơ chế tự vệ của loài cua, nhưng cũng mở ra cách thử nghiệm mới cho con người.

Kể từ đó, thay vì dùng thỏ, hàng trăm nghìn cua móng ngựa bị bắt lên bờ mỗi năm để rút đến một phần ba lượng máu, phục vụ việc kiểm tra endotoxin trong thuốc tiêm và thiết bị cấy ghép y tế.

Nhu cầu máu xanh càng tăng vọt trong giai đoạn phát triển vaccine COVID-19. Tuy nhiên, không phải con cua nào cũng sống sót sau quá trình rút máu – khoảng 15–30% sẽ chết. Điều này khiến các nhà bảo tồn kêu gọi thay thế phương pháp này bằng giải pháp tổng hợp nhân tạo.

Từ những năm 1990, các nhà nghiên cứu Singapore đã phát triển hợp chất tổng hợp phát hiện endotoxin dựa trên DNA của cua móng ngựa. Ngày nay, có nhiều phiên bản thay thế mô phỏng phản ứng sinh học mà không cần dùng máu cua.

Dù mất thời gian phê duyệt, đến năm 2016 châu Âu và 2024 tại Mỹ, phương pháp tổng hợp đã được cấp phép. Hiện nay, ngày càng nhiều công ty dược chuyển sang dùng giải pháp này.

Đây không chỉ là tin vui cho loài cua móng ngựa hay sam biển, mà còn cho nhiều sinh vật khác phụ thuộc vào chúng. Mỗi năm, hàng nghìn cua móng ngựa bò lên bãi cát dọc bờ biển phía đông Bắc Mỹ, đặc biệt ở Vịnh Delaware gần Philadelphia, để sinh sản.

Một con cái có thể đẻ tới 4.000 trứng, và số trứng này là nguồn thức ăn sống còn cho các loài chim di cư, như chim choi choi đỏ (red knot), trên hành trình dài từ Nam Mỹ tới Bắc Cực Canada.

Hầu hết mọi người, ở một thời điểm nào đó, đều đã được cứu sống nhờ dòng máu xanh đặc biệt của sam biển.  Ảnh: Jurgen Freund