US Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) er kendt for at udføre videnskabelig forskning på højt niveau inden for avancerede militære teknologier. Direktoratet fokuserer imidlertid i stigende grad sin opmærksomhed på det vigtigste, men undertiden undervurderede område - medicinsk støtte fra personale.
DARPA's arbejde inden for militærmedicin udføres for det meste med deltagelse af den nyeste komponent i dens overordnede struktur - Biologisk Teknologikontor (WTO). Som direktøren Brad Ringeisen bemærkede, "arbejder vores kontor på en lang række opgaver, der kan grupperes i tre brede kategorier." For det første er det neurovidenskab, for eksempel brugen af hjernesignaler til betjening af lemproteser. Det andet område er genteknologi eller syntetisk biologi. Det tredje forskningsområde fokuserer på teknologier, der kan overgå infektionssygdomme, og er et prioriteret forskningsområde for DARPA.
Ifølge oberst Mat Hepburn, leder af flere programmer i WTO, er der en række årsager, der bringer kampen mod infektionssygdomme frem. For eksempel kan det amerikanske militær eller dets allierede indsættes for at hjælpe en region eller et land, der er ramt af en specifik pandemi, såsom Ebola. "Vi er en globalt indsat militærstyrke, og vi vil sende vores folk til de områder, som vi skal beskytte mod sygdom."
Udvikling af teknologier og behandlinger til forebyggelse af smitsomme udbrud kan også øge den nationale sikkerhed. For eksempel kan terapier udviklet til militæret bruges til at forhindre eller behandle større civile pandemier. Alt dette er imidlertid også sandt på lavere niveauer, ned til et enkelt individ.
"Et simpelt, men ekstremt afslørende eksempel er influenza på et skib," forklarede Hepburn. "Inficeret personale er mindre effektivt, og det kan påvirke udførelsen af hele opgaven." Som et andet eksempel nævnte Hepburn faren for, at et medlem af gruppen pådrog sig malaria eller dengue,”hvilket er ret almindeligt de steder, hvor vi arbejder. Det kan selvfølgelig faktisk ødelægge hele missionen, hvis du ikke tænker på medicinsk evakuering og forholdsregler for denne person."
Som Hepburn bemærkede, er der to brede kategorier, når det kommer til håndtering af infektionssygdomme. For det første er det diagnostik: at finde ud af, om en person er syg eller ej. For det andet, hvad man skal gøre, hvis nogen er syg, det vil sige udvikle et behandlingsforløb eller modforanstaltninger, såsom en vaccine.
Hovedfokus i DARPA er dog stadig på at forudsige, om en sund udseende person bliver syg. Derudover ønsker FDA at vide ikke kun sandsynligheden for, at patienten kan blive syg, men også om han er smitsom eller ej. “Bliver han distributør af infektion? Vil vi være i stand til at undertrykke et udbrud i et specifikt samfund?"
Hepburn talte også om Prometheus -programmet. Ifølge DARPA er dens mål at søge efter "et sæt biologiske signaler hos en nyligt inficeret person, der inden for 24 timer kan indikere, om personen vil blive smitsom", hvilket muliggør tidlig behandling og handling for at forhindre overførsel af sygdommen til andre.
Prometheus -programmet fokuserer i øjeblikket på akutte luftvejssygdomme, som er udvalgt til bevis for koncept, selvom teknologien kan være anvendelig til andre infektionssygdomme.
”Lad os sige, at vi har 10 mennesker inficeret, vi kunne teste dem og sige, at disse tre mennesker vil være de mest smitsomme og vil blive bærere af sygdommen. Vi vil derefter behandle disse mennesker for at forhindre spredning af infektionen,”forklarede Hepburn.
Prometheus -projektet har til formål at skabe "biomarkører", der viser en persons modtagelighed for sygdom og deres potentielle infektionsniveau. "Disse markører er svære at oprette," sagde Hepburn.”En anden udfordring er at læse disse markører i marken og på plejepunktet. Det kan være nødvendigt at udvikle en batteridrevet enhed, der kan klare arbejdet."
"Jeg synes, at deres militære brug er ret indlysende," fortsatte Hepburn. - Forestil dig en kaserne eller et skib eller en ubåd. Evnen til at identificere, hvem der kommer til at blive syg og stoppe et udbrud under disse trange forhold, ville være yderst gavnlig for vores militær.”
Inden for forebyggelse gør DARPA et godt stykke arbejde med at forebygge sygdomme. Hovedvægten er på at udvikle såkaldte "nær-umiddelbare" løsninger for at neutralisere et infektiøst udbrud, der vil fungere meget hurtigere end den traditionelle vaccine.
"Hvis jeg giver dig vaccinen, kan det tage to eller tre doser inden for seks måneder, før du når det immunitetsniveau, du har brug for," sagde Hepburn.
I den forbindelse har DARPA påbegyndt arbejdet med et nyt program kaldet Pandemic Prevention Platform (Pandemic Prevention Platform), der har til formål at udvikle en "næsten øjeblikkelig" løsning, der kan supplere vacciner. Vaccinen virker ved at tvinge kroppen til at producere antistoffer, og hvis de cirkulerer i blodet i tilstrækkelige mængder, så er personen beskyttet mod en bestemt infektionssygdom. DARPA agter at dramatisk fremskynde denne proces gennem implementeringen af P3 -programmet.
”Hvad hvis vi bare kunne give antistoffer, der bekæmper infektion eller beskytter dig? Faktisk, hvis en person bare kunne injicere de rigtige antistoffer, ville han blive straks beskyttet, bemærkede Hepburn.”Problemet er, at det tager måneder og år at få nok af disse antistoffer på en fabrik. Dette er en kompleks og dyr proces."
I stedet for den traditionelle proces med at lave antistoffer og injicere dem i en menneskelig vene, arbejder DARPA på at skabe en injicerbar injektion, der indeholder DNA og RNA for antistofferne, så kroppen kan skabe de nødvendige antistoffer alene. Når den genetiske kode injiceres i kroppen, "inden for 72 timer vil du allerede have nok antistoffer til at beskytte dig." Hepburn mener, at dette kan opnås inden for fire år ved afslutningen af P3 -programmet.
Ringeisen leder et andet forebyggelsesprogram, Mikrofysiologiske systemer eller organer på en chip, som vil skabe kunstige modeller af forskellige systemer i menneskekroppen på inkjetchips eller chips. De kan bruges på en række forskellige måder, såsom test af vacciner eller administration af et biologisk patogen. Målet er ambitiøst - at simulere processerne i den menneskelige krop i laboratorieindstillinger.
"Betydningen af dette er enorm," tilføjede Ringeisen. "Du kan bogstaveligt talt teste tusinder af lægemiddelkandidater for effektivitet og toksicitet, uden at de nuværende besværlige og dyre processer går igennem."
Den nuværende udviklingsmodel involverer flere meget dyre processer, herunder dyreforsøg og kliniske forsøg. Dyreforsøg er meget dyre og afspejler ikke altid nøjagtigt virkningerne af et lægemiddel eller en vaccine på menneskekroppen. Kliniske forsøg er endnu dyrere, og langt de fleste tests mislykkes.
"Det er endnu vanskeligere med jobbet for forsvarsministeriet, da mange af de medicinske beskyttelsesforanstaltninger, det har brug for, er designet til at bekæmpe biologiske og kemiske agenter," tilføjede han. "Du kan ikke tage en gruppe mennesker og teste dem for miltbrand eller ebola."
Organs on a Chip -teknologi revolutionerer lægemiddeludviklingen for de militære og civile samfund. Projektet, ledet af teams fra Harvard University og MIT, er i øjeblikket ved at være afsluttet.
Ringeisen noterede sig også programmet Elect-Rx (Electrical Prescriptions), der har til formål at udvikle teknologier, der kunstigt kan stimulere det perifere nervesystem ved hjælp af dets evne til at helbrede sig selv hurtigt og effektivt.
"Dette vil forbedre immunsystemet, give kroppen mere modstand mod infektioner eller inflammatoriske sygdomme," forklarede Ringeisen.
Hepburn mener, at militærmedicin i fremtiden vil være i stand til at "forudsige sygdommen meget bedre på de tidligste stadier, og så er det kun tilbage at træffe passende foranstaltninger i en specialiseret institution."
“Alt er som forebyggende vedligeholdelse af din bil. Sensoren i den signalerer f.eks., At motoren kan gå i stykker, eller at du skal fylde olie på. Vi vil gøre det samme med menneskekroppen."
I kroppen kan disse sensorer kombineres med andre teknologier for automatisk at starte den nødvendige handling, såsom overvågning af glukoseniveauet for en diabetespatient. "Vi har ikke opnået det endnu, men om 10 år bliver det en fælles virkelighed."
Militærmedicin - især med fokus på terapier og forebyggende foranstaltninger - kan give reelle fordele på en række andre områder. Det er klart, at prioriteten er at sikre, at personale er beskyttet mod infektion, men forhindring af sådanne udbrud i større skala, såsom håndtering af pandemier, har også en direkte indvirkning på sikkerhedsniveauet. Som følge heraf skal militærmedicin opfylde behovene hos ikke kun den enkelte soldat, ikke kun de væbnede styrker, men samfundet som helhed.
