Americká agentúra pre pokročilý výskum obrany (DARPA) je známa tým, že vykonáva vedecký výskum na vysokej úrovni v oblasti pokročilých vojenských technológií. Riaditeľstvo však stále viac zameriava svoju pozornosť na najdôležitejšiu, ale niekedy podceňovanú oblasť - lekársku podporu personálu.
Práca DARPA v oblasti vojenskej medicíny sa väčšinou vykonáva za účasti najnovšej zložky v jej celkovej štruktúre - Úradu pre biologické technológie (WTO). Ako poznamenal jej riaditeľ Brad Ringeisen, „naša kancelária pracuje na širokom spektre úloh, ktoré je možné zoskupiť do troch širokých kategórií“. Po prvé, je to neuroveda, napríklad použitie mozgových signálov na prevádzku protéz končatín. Druhou oblasťou je genetické inžinierstvo alebo syntetická biológia. Tretia oblasť výskumu sa zameriava na technológie, ktoré môžu prekonať infekčné choroby, a je prioritnou oblasťou výskumu agentúry DARPA.
Podľa plukovníka Mata Hepburna, vedúceho niekoľkých programov WTO, existuje niekoľko dôvodov, ktoré do popredia dostávajú boj proti infekčným chorobám. Americká armáda alebo jej spojenci by napríklad mohli byť nasadení na pomoc regiónu alebo krajine postihnutej konkrétnou pandémiou, ako je napríklad ebola. „Sme globálne nasaditeľnou vojenskou silou a pošleme našich ľudí do oblastí, ktoré musíme chrániť pred chorobami.“
Rozvoj technológií a liečebných postupov na predchádzanie infekčným ohniskom môže tiež zvýšiť národnú bezpečnosť. Terapie vyvinuté pre armádu sa môžu napríklad použiť na prevenciu alebo liečbu veľkých civilných pandémií. To všetko však platí aj na nižších úrovniach, až na jedného jedinca.
"Jednoduchým, ale mimoriadne odhaľujúcim príkladom je chrípka na lodi," vysvetlil Hepburn. „Infikovaný personál je menej účinný a to môže mať vplyv na výkon celej úlohy.“Ako ďalší príklad Hepburn uviedol nebezpečenstvo, že člen skupiny ochorie na maláriu alebo dengue, „čo je v miestach, kde pracujeme, úplne bežné. Mohlo by to samozrejme zničiť celú misiu, ak neuvažujete o lekárskej evakuácii a predbežných opatreniach pre túto osobu. “
Ako poznamenal Hepburn, pri infekčných chorobách existujú dve široké kategórie. Po prvé, je to diagnostika: zistiť, či je človek chorý alebo nie. Za druhé, čo robiť, ak je niekto chorý, to znamená vyvinúť liečebný postup alebo protiopatrenia, napríklad vakcínu.
DARPA sa však stále zameriava na predpovedanie toho, či zdravo vyzerajúci človek ochorie. FDA okrem toho chce vedieť nielen pravdepodobnosť, že pacient môže ochorieť, ale aj to, či je nákazlivý alebo nie. "Stane sa distribútorom infekcie?" Budeme schopní potlačiť prepuknutie v konkrétnej komunite? “
Hepburn hovoril aj o programe Prometheus. Podľa agentúry DARPA je jej cieľom hľadať "súbor biologických signálov u čerstvo infikovanej osoby, ktoré môžu do 24 hodín naznačiť, či sa táto osoba stane infekčnou", čo umožní včasnú liečbu a opatrenia na zabránenie prenosu choroby na ostatných.
Program Prometheus sa v súčasnosti zameriava na akútne respiračné ochorenia, ktoré sú vybrané na účely overenia koncepcie, hoci táto technológia môže byť použiteľná aj na iné infekčné choroby.
"Povedzme, že máme infikovaných 10 ľudí, mohli by sme ich otestovať a povedať, že títo traja ľudia budú najinfekčnejší a stanú sa nosičmi tejto choroby." S týmito ľuďmi potom budeme zaobchádzať, aby sme zabránili šíreniu infekcie,”vysvetlil Hepburn.
Projekt Prometheus má za cieľ vytvoriť „biomarkery“, ktoré ukazujú náchylnosť človeka k chorobám a jeho potenciálnu úroveň infekčnosti. "Tieto markery je ťažké vytvoriť," povedal Hepburn. "Ďalšou výzvou je prečítať si tieto značky v teréne a na mieste starostlivosti. Možno bude potrebné vyvinúť zariadenie poháňané batériami, ktoré dokáže túto prácu vykonávať. “
"Myslím, že ich vojenské použitie je celkom zrejmé," pokračoval Hepburn. - Predstavte si kasárne alebo loď alebo ponorku. Schopnosť identifikovať, kto ochorie a zastaviť vypuknutie choroby v týchto stiesnených podmienkach, by bola pre našu armádu mimoriadne prospešná. “
V oblasti prevencie DARPA odvádza skvelú prácu pri prevencii chorôb. Hlavný dôraz je kladený na vývoj takzvaných „takmer okamžitých“riešení na neutralizáciu infekčného ohniska, ktoré budú fungovať oveľa rýchlejšie ako tradičná vakcína.
"Ak vám dám očkovaciu látku, môže to trvať dve alebo tri dávky do šiestich mesiacov, kým dosiahnete potrebnú imunitu," povedal Hepburn.
V tejto súvislosti DARPA začala pracovať na novom programe s názvom Platforma prevencie pandémie (Platforma prevencie pandémie), ktorého cieľom je vyvinúť „takmer okamžité“riešenie, ktoré môže doplniť vakcíny. Vakcína funguje tak, že núti telo vytvárať protilátky, a ak cirkulujú v krvi v dostatočnom množstve, potom je človek chránený pred konkrétnou infekčnou chorobou. DARPA má v úmysle tento proces dramaticky urýchliť implementáciou programu P3.
"Čo keby sme mohli dať len protilátky, ktoré bojujú proti infekcii alebo vás chránia?" V skutočnosti, keby si človek mohol len vpichnúť správne protilátky, bol by okamžite chránený, poznamenal Hepburn. "Problém je v tom, že získať dostatok týchto protilátok v továrni trvá mesiace a roky." Je to zložitý a nákladný proces. “
Namiesto tradičného postupu výroby protilátok a ich injekčného podávania do ľudskej žily, DARPA pracuje na vytvorení injekčnej injekcie, ktorá obsahuje DNA a RNA pre protilátky, aby si telo mohlo samo vytvoriť požadované protilátky. Keď je genetický kód vložený do tela, „do 72 hodín už budete mať dostatok protilátok, ktoré vás budú chrániť“. Hepburn verí, že sa to dá dosiahnuť do štyroch rokov, do konca programu P3.
Ringeisen vedie ďalší preventívny program Mikrofyziologické systémy alebo Orgány na čipe, ktorý na atramentových čipoch alebo čipoch vytvorí umelé modely rôznych systémov v ľudskom tele. Môžu byť použité rôznymi spôsobmi, napríklad na testovanie vakcín alebo na podanie biologického patogénu. Cieľ je ambiciózny - simulovať procesy ľudského tela v laboratórnom prostredí.
"Význam toho je obrovský," dodal Ringeisen. "Môžete otestovať doslova tisíce kandidátov na lieky na účinnosť a toxicitu bez toho, aby prechádzali súčasné ťažkopádne a drahé procesy."
Súčasný model vývoja zahŕňa niekoľko veľmi drahých procesov, vrátane pokusov na zvieratách a klinických štúdií. Štúdie na zvieratách sú veľmi drahé a nie vždy presne odrážajú účinky lieku alebo vakcíny na ľudské telo. Klinické skúšky sú ešte drahšie a drvivá väčšina testov zlyhá.
"S prácou na ministerstve obrany je to ešte ťažšie, pretože mnohé z lekárskych ochranných opatrení, ktoré potrebuje, sú určené na boj s biologickými a chemickými látkami," dodal. „Nemôžeš vziať skupinu ľudí a otestovať ich na antrax alebo ebolu.“
Organs on a Chip prináša revolúciu vo vývoji liekov pre vojenské a civilné komunity. Projekt vedený tímami z Harvardskej univerzity a MIT sa v súčasnosti blíži ku koncu.
Ringeisen tiež zaznamenal program Elect-Rx (Elektrické predpisy), ktorého cieľom je vyvinúť technológie, ktoré by mohli umelo stimulovať periférny nervový systém pomocou jeho schopnosti rýchlo a efektívne sa liečiť.
"To zlepší imunitný systém, dodá telu väčšiu odolnosť voči infekciám alebo zápalovým ochoreniam," vysvetlil Ringeisen.
Hepburn verí, že v budúcnosti bude vojenská medicína schopná „oveľa lepšie predpovedať chorobu v najskorších štádiách a potom už len zostáva urobiť vhodné opatrenia v špecializovanej inštitúcii“.
"Všetko je ako preventívna údržba vášho auta." Senzor v ňom napríklad signalizuje, že sa môže pokaziť motor alebo je potrebné doplniť olej. To isté chceme urobiť s ľudským telom. “
V tele môžu byť tieto senzory kombinované s inými technológiami na automatické spustenie požadovanej akcie, ako je monitorovanie hladiny glukózy u diabetického pacienta. "Ešte sme to nedosiahli, ale o 10 rokov sa to stane bežnou realitou."
Vojenská medicína - najmä so zameraním na terapie a preventívne opatrenia - môže poskytnúť skutočné výhody v mnohých ďalších oblastiach. Je zrejmé, že prioritou je zaistiť ochranu personálu pred infekciou, ale predchádzanie takýmto ohniskám vo väčšom rozsahu, ako napríklad riešenie pandémií, má tiež priamy vplyv na úroveň bezpečnosti. V dôsledku toho musí vojenská medicína spĺňať potreby nielen jednotlivého vojaka, nielen ozbrojených síl, ale celej spoločnosti.
