USA kaitsealaste täiustatud uurimisprojektide agentuur (DARPA) on tuntud kõrgetasemeliste teadusuuringute läbiviimise eest arenenud sõjatehnoloogia valdkonnas. Direktoraat keskendub aga üha enam kõige olulisemale, kuid mõnikord alahinnatud valdkonnale - personali meditsiinilisele toetamisele.
DARPA töö sõjaväemeditsiini valdkonnas toimub enamasti selle üldstruktuuri uusima komponendi - bioloogiliste tehnoloogiate büroo (WTO) - osavõtul. Nagu selle direktor Brad Ringeisen märkis, "töötab meie kontor paljude ülesannete kallal, mida saab rühmitada kolme laia kategooriasse." Esiteks on see neuroteadus, näiteks ajusignaalide kasutamine jäsemete proteeside toimimiseks. Teine valdkond on geenitehnoloogia või sünteetiline bioloogia. Kolmas uurimisvaldkond keskendub tehnoloogiatele, mis võivad edendada nakkushaigusi, ja on DARPA jaoks esmatähtis uurimisvaldkond.
WTO mitme programmi juhi kolonel Mat Hepburni sõnul on nakkushaiguste vastase võitluse esiplaanile tõstmiseks mitu põhjust. Näiteks võiks USA sõjavägi või selle liitlased saata appi piirkonnale või riigile, mida on mõjutanud konkreetne pandeemia, näiteks Ebola. "Oleme ülemaailmne sõjavägi ja saadame oma inimesed piirkondadesse, mida peame haiguste eest kaitsma."
Nakkuspuhangute ennetamiseks vajalike tehnoloogiate ja raviviiside väljatöötamine võib samuti suurendada riigi julgeolekut. Näiteks sõjaväe jaoks välja töötatud ravimeetodeid saab kasutada suurte tsiviilpandeemiate ennetamiseks või raviks. Kuid see kõik kehtib ka madalamal tasemel, kuni üksikisikuni.
"Lihtne, kuid äärmiselt paljastav näide on gripp laeval," selgitas Hepburn. "Nakatunud personal on vähem tõhus ja see võib mõjutada kogu ülesande täitmist." Teise näitena tõi Hepburn ohtu, et grupi liige haigestub malaariasse või dengesse, “mis on meie töökohtades üsna tavaline. Muidugi võib see tegelikult kogu missiooni rikkuda, kui te ei mõtle selle inimese meditsiinilisele evakueerimisele ja ettevaatusabinõudele."
Nagu Hepburn märkis, on nakkushaigustega tegelemisel kaks laia kategooriat. Esiteks on see diagnostika: teada saada, kas inimene on haige või mitte. Teiseks, mida teha, kui keegi on haige, st töötada välja ravikuur või vastumeetmed, näiteks vaktsiin.
Kuid DARPA põhirõhk on endiselt ennustamisel, kas terve välimusega inimene jääb haigeks. Lisaks soovib FDA teada mitte ainult patsiendi haigestumise tõenäosust, vaid ka seda, kas ta on nakkav või mitte. „Kas temast saab nakkuse levitaja? Kas suudame spetsiifilises kogukonnas haiguspuhangu maha suruda?"
Hepburn rääkis ka programmist Prometheus. DARPA sõnul on selle eesmärk otsida äsja nakatunud inimeselt "bioloogiliste signaalide kogumit, mis võib 24 tunni jooksul näidata, kas see inimene muutub nakkavaks", võimaldades varajast ravi ja meetmeid haiguse edasikandumise vältimiseks teistele.
Programm Prometheus keskendub praegu ägedatele hingamisteede haigustele, mis valitakse kontseptsiooni tõestamiseks, kuigi tehnoloogia võib olla rakendatav ka teiste nakkushaiguste korral.
Oletame, et meil on 10 nakatunud inimest, me võiksime neid testida ja öelda, et need kolm inimest on kõige nakkavamad ja neist saavad haiguse kandjad. Seejärel ravime neid inimesi, et vältida nakkuse levikut,”selgitas Hepburn.
Projekti Prometheus eesmärk on luua "biomarkerid", mis näitavad inimese vastuvõtlikkust haigustele ja nende võimalikku nakkusohtlikkust. "Neid markereid on raske luua," ütles Hepburn. "Teine väljakutse on lugeda neid markereid valdkonnas ja hoolduskohas. Võib osutuda vajalikuks töötada välja patareitoitega seade, mis suudab seda tööd teha."
"Ma arvan, et nende sõjaline kasutamine on üsna ilmne," jätkas Hepburn. - Kujutage ette kasarmut, laeva või allveelaeva. Võimalus tuvastada, kes hakkab haigestuma ja peatada haiguspuhang nendes kitsastes tingimustes, oleks meie sõjaväele äärmiselt kasulik.”
Ennetamise valdkonnas teeb DARPA suurepärast tööd haiguste ennetamisel. Põhirõhk on nn "peaaegu kohe" lahenduste väljatöötamisel, et neutraliseerida nakkuspuhang, mis toimib palju kiiremini kui traditsiooniline vaktsiin.
"Kui ma teile vaktsiini annan, võib kuue kuu jooksul kuluda kaks või kolm annust, enne kui jõuate vajaliku immuunsuseni," ütles Hepburn.
Sellega seoses on DARPA alustanud tööd uue programmiga pandeemia ennetamise platvorm (pandeemia ennetamise platvorm), mille eesmärk on välja töötada peaaegu kohene lahendus, mis võib vaktsiine täiendada. Vaktsiin sunnib organismi tootma antikehi ja kui need ringlevad veres piisavas koguses, on inimene kaitstud konkreetse nakkushaiguse eest. DARPA kavatseb seda protsessi dramaatiliselt kiirendada P3 programmi rakendamise kaudu.
„Mis oleks, kui saaksime lihtsalt anda antikehi, mis võitlevad infektsiooni vastu või kaitsevad teid? Tegelikult, kui inimene saaks lihtsalt õigeid antikehi süstida, oleks ta kohe kaitstud, märkis Hepburn. "Probleem on selles, et nende antikehade tehases piisava koguse saamiseks kulub kuid ja aastaid. See on keeruline ja kulukas protsess."
Traditsioonilise antikehade valmistamise ja inimveeni süstimise protsessi asemel töötab DARPA selle nimel, et luua süstitav süst, mis sisaldab antikehade jaoks DNA -d ja RNA -d, et organism saaks ise vajalikud antikehad luua. Kui kehasse süstitakse geneetiline kood, "on teil 72 tunni jooksul juba piisavalt antikehi, mis teid kaitsevad". Hepburn usub, et seda on võimalik saavutada nelja aasta jooksul, P3 programmi lõpuks.
Ringeisen juhib järjekordset ennetusprogrammi „Mikrofüsioloogilised süsteemid või organid kiibil“, mis loob tindiprinter- või kiipidel inimkeha erinevate süsteemide kunstmudeleid. Neid saab kasutada mitmel viisil, näiteks vaktsiinide testimiseks või bioloogilise patogeeni manustamiseks. Eesmärk on ambitsioonikas - simuleerida inimkeha protsesse laboris.
"Selle tähtsus on tohutu," lisas Ringeisen. "Saate testida sõna otseses mõttes tuhandeid ravimikandidaate efektiivsuse ja toksilisuse osas, ilma et praegused tülikad ja kallid protsessid läheksid."
Praegune arengumudel hõlmab mitmeid väga kalleid protsesse, sealhulgas looma- ja kliinilisi katseid. Loomkatsed on väga kallid ega kajasta alati täpselt ravimi või vaktsiini mõju inimkehale. Kliinilised uuringud on veelgi kallimad ja valdav enamus testidest ebaõnnestuvad.
"Kaitseministeeriumi töö on veelgi keerulisem, kuna paljud vajalikud meditsiinilised kaitsemeetmed on mõeldud bioloogiliste ja keemiliste mõjurite vastu võitlemiseks," lisas ta. "Sa ei saa võtta gruppi inimesi ja katsetada neid siberi katku või Ebola suhtes."
Chip -tehnoloogiaga organid muudavad sõjaväe ja tsiviilkoosluste jaoks ravimite revolutsiooni. Projekt, mida juhivad Harvardi ülikooli ja MIT meeskonnad, on praegu lõpusirgel.
Ringeisen märkis ka programmi Elect-Rx (elektrilised retseptid), mille eesmärk on arendada tehnoloogiaid, mis suudaksid kunstlikult stimuleerida perifeerset närvisüsteemi, kasutades selle võimet ennast kiiresti ja tõhusalt ravida.
"See parandab immuunsüsteemi, annab kehale rohkem vastupanu infektsioonidele või põletikulistele haigustele," selgitas Ringeisen.
Hepburn usub, et tulevikus suudab sõjaväemeditsiin "haigust varajases staadiumis palju paremini ette ennustada ja siis jääb üle vaid asjakohaste meetmete võtmine spetsialiseeritud asutuses".
"Kõik on nagu teie auto ennetav hooldus. Selles olev andur annab näiteks märku, et mootor võib puruneda või peate õli täitma. Me tahame sama teha ka inimkehaga."
Kehas saab neid andureid kombineerida teiste tehnoloogiatega, et automaatselt käivitada nõutud toiming, näiteks diabeediga patsiendi glükoositaseme jälgimine. "Me ei ole seda veel saavutanud, kuid 10 aasta pärast saab see tavaliseks reaalsuseks."
Sõjameditsiin - eriti teraapiatele ja ennetusmeetmetele keskendudes - võib tuua reaalset kasu paljudes teistes valdkondades. On selge, et esmatähtis on tagada töötajate kaitse infektsioonide eest, kuid selliste puhangute laiemal ennetamisel, näiteks pandeemiatega tegelemisel, on otsene mõju ka turvatasemele. Sellest tulenevalt peab sõjaväemeditsiin rahuldama mitte ainult üksikute sõdurite, mitte ainult relvajõudude, vaid ka kogu ühiskonna vajadusi.
