Американската агенция за напреднали отбранителни проекти за отбрана (DARPA) е известна с провеждането на научни изследвания на високо ниво в областта на напредналите военни технологии. Дирекцията обаче все повече насочва вниманието си към най -важната, но понякога подценявана област - медицинска помощ на персонала.
Работата на DARPA в областта на военната медицина се извършва най -вече с участието на най -новия компонент в цялостната му структура - Службата за биологични технологии (СТО). Както отбеляза директорът му Брад Рингейзен, „нашият офис работи по широк спектър от задачи, които могат да бъдат групирани в три широки категории“. Първо, това е неврологията, например използването на мозъчни сигнали за работа на протези на крайници. Втората област е генното инженерство или синтетичната биология. Третата област на изследване се фокусира върху технологии, които могат да изпреварят инфекциозните болести и е приоритетна област на изследване за DARPA.
Според полковник Мат Хепбърн, ръководител на няколко програми в СТО, има редица причини, които извеждат борбата с инфекциозните болести на преден план. Например американската армия или нейните съюзници могат да бъдат разгърнати, за да помогнат на регион или държава, засегната от специфична пандемия, като Ебола. "Ние сме глобална военна сила и ще изпратим нашите хора в районите, които трябва да защитим от болести."
Разработването на технологии и лечения за предотвратяване на инфекциозни огнища също може да повиши националната сигурност. Например, терапиите, разработени за военните, могат да се използват за предотвратяване или лечение на големи цивилни пандемии. Всичко това обаче е вярно и на по -ниски нива, до един -единствен индивид.
„Един прост, но изключително показателен пример е грипът на кораб“, обясни Хепбърн. "Заразеният персонал е по -малко ефективен и това може да повлияе на изпълнението на цялата задача." Като друг пример Хепбърн посочи опасността член на групата да се зарази с малария или денга, „което е доста често срещано в местата, където работим. Разбира се, това всъщност може да съсипе цялата мисия, ако не мислите за медицинска евакуация и предпазни мерки за този човек."
Както отбеляза Хепбърн, има две широки категории, когато става въпрос за справяне с инфекциозни заболявания. Първо, това е диагностика: за да разберете дали човек е болен или не. Второ, какво да правим, ако някой е болен, тоест да разработи курс на лечение или противодействие, като например ваксина.
Въпреки това, основният фокус на DARPA все още е върху прогнозиране дали здрав човек ще се разболее. В допълнение, FDA иска да знае не само вероятността пациентът да се разболее, но и дали е заразен или не. „Ще стане ли разпространител на инфекция? Ще успеем ли да потиснем огнище в конкретна общност?"
Хепбърн говори и за програмата „Прометей“. Според DARPA целта му е да търси „набор от биологични сигнали при новоинфектиран човек, който може да посочи в рамките на 24 часа дали това лице ще се зарази“, позволявайки ранно лечение и действия за предотвратяване на предаването на болестта на други хора.
Понастоящем програмата Prometheus се фокусира върху остри респираторни заболявания, които са избрани за доказване на концепцията, въпреки че технологията може да бъде приложима за други инфекциозни заболявания.
„Да предположим, че имаме 10 заразени души, бихме могли да ги тестваме и да кажем, че тези трима души ще бъдат най -заразните и ще станат носители на болестта. След това ще лекуваме тези хора, за да предотвратим разпространението на инфекцията “, обясни Хепбърн.
Проектът „Прометей“има за цел да създаде „биомаркери“, които да показват податливостта на човек към болести и потенциалното им ниво на заразност. „Тези маркери са трудни за създаване“, каза Хепбърн. „Друго предизвикателство е да прочетете тези маркери на място и в момента на грижа. Може да се наложи да се разработи устройство, захранвано от батерии, което да може да свърши работата."
„Мисля, че военната им употреба е доста очевидна“, продължи Хепбърн. - Представете си казарма или кораб или подводница. Способността да се идентифицира кой ще се разболее и да спре епидемията в тези тесни условия би била изключително полезна за нашите военни."
В областта на превенцията DARPA върши чудесна работа за предотвратяване на болести. Основният акцент е върху разработването на така наречените "почти непосредствени" решения за неутрализиране на инфекциозно огнище, което ще работи много по-бързо от традиционната ваксина.
„Ако ви дам ваксината, може да отнеме две или три дози в рамките на шест месеца, преди да достигнете необходимото ниво на имунитет“, каза Хепбърн.
В тази връзка DARPA започна работа по нова програма, наречена Платформа за предотвратяване на пандемия (Pandemic Prevention Platform), която има за цел да разработи „почти незабавно“решение, което може да допълни ваксините. Ваксината действа, като принуждава организма да произвежда антитела и ако те циркулират в кръвта в достатъчно количество, тогава човекът е защитен от определено инфекциозно заболяване. DARPA възнамерява драстично да ускори този процес чрез прилагането на програмата P3.
„Ами ако можем просто да дадем антитела, които да се борят с инфекцията или да ви защитят? Всъщност, ако човек може просто да инжектира правилните антитела, той би бил незабавно защитен, отбеляза Хепбърн. „Проблемът е, че са необходими месеци и години, за да се набавят достатъчно от тези антитела във фабрика. Това е сложен и скъп процес."
Вместо традиционния процес на производство на антитела и инжектирането им в човешка вена, DARPA работи за създаване на инжекционна инжекция, която съдържа ДНК и РНК за антителата, така че тялото може да създаде необходимите антитела самостоятелно. Когато генетичният код се инжектира в тялото, „в рамките на 72 часа вече ще имате достатъчно антитела, които да ви защитят“. Хепбърн вярва, че това може да бъде постигнато в рамките на четири години, до края на програмата P3.
Ringeisen ръководи друга програма за превенция „Микрофизиологични системи или органи на чип“, която ще създава изкуствени модели на различни системи в човешкото тяло върху мастилено -струйни чипове или чипове. Те могат да се използват по различни начини, като например тестване на ваксини или прилагане на биологичен патоген. Целта е амбициозна - да се симулират процесите на човешкото тяло в лабораторни условия.
„Значението на това е огромно“, добави Рингейзен. "Можете да тествате буквално хиляди кандидати за лекарства за ефикасност и токсичност, без да преминат през сегашните тромави и скъпи процеси."
Настоящият модел на развитие включва няколко много скъпи процеса, включително животински и клинични изпитвания. Проучванията при животни са много скъпи и не винаги точно отразяват ефектите на лекарството или ваксината върху човешкото тяло. Клиничните изпитвания са още по -скъпи и по -голямата част от тестовете се провалят.
„Още по -трудно е работата с Министерството на отбраната, тъй като много от необходимите медицински предпазни мерки са предназначени за борба с биологичните и химическите агенти“, добави той. "Не можете да вземете група хора и да ги тествате за антракс или Ебола."
Технологията Organs on a Chip революционизира разработването на лекарства за военните и цивилните общности. Проектът, ръководен от екипи от Харвардския университет и Масачузетския технологичен институт, в момента е към завършване.
Рингейзен също отбеляза програмата Elect-Rx (Електрически предписания), която има за цел да разработи технологии, които биха могли изкуствено да стимулират периферната нервна система, използвайки способността й да се лекува бързо и ефективно.
„Това ще подобри имунната система, ще даде на организма по -голяма устойчивост към инфекции или възпалителни заболявания“, обясни Рингейзен.
Хепбърн вярва, че в бъдеще военната медицина ще може да „предвижда болестта много по -добре в най -ранните етапи и тогава остава само да се вземат подходящи мерки в специализирана институция“.
„Всичко е като превантивна поддръжка на колата ви. Сензорът в него сигнализира например, че двигателят може да се повреди или че трябва да налеете масло. Искаме да направим същото с човешкото тяло."
В тялото тези сензори могат да се комбинират с други технологии за автоматично иницииране на необходимите действия, като например наблюдение на нивото на глюкозата при пациент с диабет. "Все още не сме го постигнали, но след 10 години това ще стане обичайна реалност."
Военната медицина - особено с акцент върху терапиите и превантивните мерки - може да осигури реални ползи в редица други области. Ясно е, че приоритетът е да се гарантира, че персоналът е защитен от инфекция, но предотвратяването на такива огнища в по -голям мащаб, като например справяне с пандемии, също има пряко въздействие върху нивото на сигурност. Вследствие на това военната медицина трябва да отговаря на нуждите не само на отделния войник, не само на въоръжените сили, но и на обществото като цяло.
