US Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) er kjent for å drive vitenskapelig forskning på høyt nivå innen avansert militær teknologi. Direktoratet fokuserer imidlertid stadig mer på det viktigste, men noen ganger undervurderte området - medisinsk støtte fra personell.
DARPAs arbeid innen militærmedisin utføres for det meste med deltakelse av den siste komponenten i den overordnede strukturen - Biological Technologies Office (WTO). Som direktøren Brad Ringeisen bemerket, "jobber vårt kontor med et bredt spekter av oppgaver som kan grupperes i tre brede kategorier." For det første er det nevrovitenskap, for eksempel bruk av hjernesignaler for operasjon av lemmeproteser. Det andre området er genteknologi eller syntetisk biologi. Det tredje forskningsområdet fokuserer på teknologi som kan overgå smittsomme sykdommer og er et prioritert forskningsområde for DARPA.
Ifølge oberst Mat Hepburn, leder for flere programmer ved WTO, er det en rekke årsaker som bringer kampen mot smittsomme sykdommer i forgrunnen. For eksempel kan det amerikanske militæret eller dets allierte settes inn for å hjelpe en region eller et land som er berørt av en spesifikk pandemi, for eksempel Ebola. "Vi er en globalt utplassert militærstyrke, og vi kommer til å sende folket vårt til områdene vi trenger for å beskytte mot sykdom."
Utvikling av teknologier og behandlinger for å forhindre smittsomme utbrudd kan også øke nasjonal sikkerhet. For eksempel kan terapier utviklet for militæret brukes til å forhindre eller behandle store sivile pandemier. Alt dette gjelder imidlertid også på lavere nivåer, ned til et enkelt individ.
"Et enkelt, men ekstremt avslørende eksempel er influensa på et skip," forklarte Hepburn. "Infisert personell er mindre effektivt, og dette kan påvirke utførelsen av hele oppgaven." Som et annet eksempel, siterte Hepburn faren for at et medlem av gruppen skulle pådra seg malaria eller dengue, “som er ganske vanlig på de stedene vi jobber. Det kan selvfølgelig ødelegge hele oppdraget hvis du ikke tenker på medisinsk evakuering og forholdsregler for denne personen."
Som Hepburn bemerket, er det to brede kategorier når det gjelder håndtering av smittsomme sykdommer. For det første er det diagnostikk: å finne ut om en person er syk eller ikke. For det andre, hva skal jeg gjøre hvis noen er syke, det vil si utvikle et behandlingsforløp eller mottiltak, for eksempel en vaksine.
Imidlertid er hovedfokuset til DARPA fortsatt på å forutsi om en frisk person vil bli syk. I tillegg ønsker FDA å vite ikke bare sannsynligheten for at pasienten kan bli syk, men også om han er smittsom eller ikke. “Blir han en distributør av infeksjon? Vil vi kunne undertrykke et utbrudd i et bestemt samfunn?"
Hepburn snakket også om Prometheus -programmet. I følge DARPA er målet å søke etter "et sett med biologiske signaler hos en nylig infisert person som kan indikere innen 24 timer om personen vil bli smittsom," slik at tidlig behandling og handling kan forhindres overføring av sykdommen til andre.
Prometheus -programmet fokuserer for tiden på akutte luftveissykdommer, som er valgt for bevis på konseptet, selv om teknologien kan være aktuelt for andre smittsomme sykdommer.
La oss si at vi har 10 personer smittet, vi kan teste dem og si at disse tre personene vil være de mest smittsomme og bli bærere av sykdommen. Vi vil da behandle disse menneskene for å forhindre spredning av infeksjonen,”forklarte Hepburn.
Prometheus -prosjektet tar sikte på å lage "biomarkører" som viser en persons følsomhet for sykdom og deres potensielle infeksjonsnivå. "Disse markørene er vanskelige å lage," sa Hepburn. "En annen utfordring er å lese disse markørene i feltet og på omsorgspunktet. Det kan være nødvendig å utvikle en batteridrevet enhet som kan gjøre jobben."
"Jeg tror deres militære bruk er ganske åpenbart," fortsatte Hepburn. - Tenk deg en brakke eller et skip eller en ubåt. Evnen til å identifisere hvem som kommer til å bli syk og stoppe et utbrudd under disse trange forholdene, ville være ekstremt gunstig for militæret vårt.”
På forebyggingsområdet gjør DARPA en god jobb med å forebygge sykdom. Hovedvekten er på å utvikle såkalte "nær-umiddelbare" løsninger for å nøytralisere et smittsomt utbrudd som vil fungere mye raskere enn den tradisjonelle vaksinen.
"Hvis jeg gir deg vaksinen, kan det ta to eller tre doser innen seks måneder før du når immunitetsnivået du trenger," sa Hepburn.
I denne forbindelse har DARPA begynt arbeidet med et nytt program kalt Pandemic Prevention Platform (Pandemic Prevention Platform), som tar sikte på å utvikle en "nesten umiddelbar" løsning som kan utfylle vaksiner. Vaksinen virker ved å tvinge kroppen til å produsere antistoffer, og hvis de sirkulerer i blodet i tilstrekkelige mengder, er personen beskyttet mot en bestemt smittsom sykdom. DARPA har til hensikt å akselerere denne prosessen dramatisk gjennom implementeringen av P3 -programmet.
"Hva om vi bare kunne gi antistoffer som bekjemper infeksjon eller beskytter deg? Faktisk, hvis en person bare kunne injisere de riktige antistoffene, ville han bli beskyttet umiddelbart, bemerket Hepburn. "Problemet er at det tar måneder og år å få nok av disse antistoffene på en fabrikk. Dette er en kompleks og kostbar prosess."
I stedet for den tradisjonelle prosessen med å lage antistoffer og injisere dem i en menneskelig vene, jobber DARPA med å lage en injiserbar injeksjon som inneholder DNA og RNA for antistoffene, slik at kroppen kan lage de nødvendige antistoffene alene. Når den genetiske koden injiseres i kroppen, "innen 72 timer vil du allerede ha nok antistoffer til å beskytte deg." Hepburn tror at dette kan oppnås innen fire år, ved slutten av P3 -programmet.
Ringeisen leder et annet forebyggingsprogram, Microphysiological Systems or Organs on a Chip, som skal lage kunstige modeller av forskjellige systemer i menneskekroppen på blekkskrivere eller chips. De kan brukes på en rekke måter, for eksempel testing av vaksiner eller administrering av et biologisk patogen. Målet er ambisiøst - å simulere prosessene i menneskekroppen i et laboratorium.
"Betydningen av dette er enorm," la Ringeisen til. "Du kan bokstavelig talt teste tusenvis av legemiddelkandidater for effekt og toksisitet uten at de nåværende tungvint og kostbare prosessene går gjennom."
Den nåværende utviklingsmodellen innebærer flere svært dyre prosesser, inkludert dyreforsøk og kliniske studier. Dyreforsøk er svært dyre og gjenspeiler ikke alltid nøyaktig effekten av et stoff eller vaksine på menneskekroppen. Kliniske studier er enda dyrere, og de aller fleste testene mislykkes.
"Det er enda vanskeligere med jobben for forsvarsdepartementet, ettersom mange av de medisinske beskyttelsestiltakene det trenger er designet for å bekjempe biologiske og kjemiske agenter," la han til. "Du kan ikke ta en gruppe mennesker og teste dem for miltbrann eller ebola."
Organs on a Chip -teknologien revolusjonerer narkotikautvikling for militære og sivile samfunn. Prosjektet, ledet av team fra Harvard University og MIT, nærmer seg for tiden ferdigstillelse.
Ringeisen bemerket også programmet Elect-Rx (Electrical Prescriptions), som tar sikte på å utvikle teknologier som kunstig kan stimulere det perifere nervesystemet ved å bruke dets evne til å helbrede seg selv raskt og effektivt.
"Dette vil forbedre immunsystemet, gi kroppen mer motstand mot infeksjoner eller inflammatoriske sykdommer," forklarte Ringeisen.
Hepburn tror at militærmedisin i fremtiden vil kunne "forutsi sykdommen mye bedre i de tidligste stadier, og da gjenstår det bare å ta passende tiltak i en spesialisert institusjon."
“Alt er som forebyggende vedlikehold av bilen din. Sensoren i den signaliserer for eksempel at motoren kan gå i stykker eller at du må fylle på olje. Vi ønsker å gjøre det samme med menneskekroppen."
I kroppen kan disse sensorene kombineres med andre teknologier for automatisk å starte den nødvendige handlingen, for eksempel overvåking av glukosenivået til en diabetespasient. "Vi har ikke oppnådd det ennå, men om 10 år vil det bli en vanlig virkelighet."
Militærmedisin - spesielt med fokus på terapier og forebyggende tiltak - kan gi reelle fordeler på en rekke andre områder. Det er klart at prioriteten er å sikre at personell er beskyttet mot infeksjon, men å forhindre slike utbrudd i større skala, for eksempel håndtering av pandemier, har også en direkte innvirkning på sikkerhetsnivået. Som en konsekvens må militærmedisinen dekke behovene til ikke bare den enkelte soldat, ikke bare til Forsvaret, men til samfunnet som helhet.
