ASV aizsardzības progresīvo pētījumu projektu aģentūra (DARPA) ir pazīstama ar augsta līmeņa zinātnisko pētījumu veikšanu progresīvu militāro tehnoloģiju jomā. Tomēr direktorāts arvien vairāk pievērš uzmanību vissvarīgākajai, bet dažkārt par zemu novērtētajai jomai - personāla medicīniskajam atbalstam.
DARPA darbs militārās medicīnas jomā lielākoties tiek veikts, piedaloties jaunākajai sastāvdaļai tās vispārējā struktūrā - Bioloģisko tehnoloģiju birojam (PTO). Kā atzīmēja tās direktors Breds Ringeizens, "mūsu birojs strādā pie plaša uzdevumu klāsta, ko var sagrupēt trīs plašās kategorijās." Pirmkārt, tā ir neirozinātne, piemēram, smadzeņu signālu izmantošana ekstremitāšu protēžu darbībai. Otra joma ir gēnu inženierija vai sintētiskā bioloģija. Trešā pētniecības joma ir vērsta uz tehnoloģijām, kas var pārspēt infekcijas slimības, un tā ir DARPA prioritāra pētniecības joma.
Saskaņā ar vairāku PTO programmu vadītāja pulkveža Mat Hepburn teikto, ir vairāki iemesli, kas aktualizē cīņu pret infekcijas slimībām. Piemēram, ASV armiju vai tās sabiedrotos varētu izvietot, lai palīdzētu reģionam vai valstij, kuru skārusi konkrēta pandēmija, piemēram, Ebola. "Mēs esam globāli izvietoti militārie spēki, un mēs sūtīsim savus cilvēkus uz apgabaliem, kas mums jāaizsargā no slimībām."
Izstrādājot tehnoloģijas un ārstēšanu infekcijas uzliesmojumu novēršanai, var uzlabot arī valsts drošību. Piemēram, militārpersonām izstrādātās terapijas var izmantot, lai novērstu vai ārstētu lielas civilās pandēmijas. Tomēr tas viss attiecas arī uz zemākiem līmeņiem, līdz vienam indivīdam.
"Vienkāršs, tomēr ārkārtīgi atklājošs piemērs ir gripa uz kuģa," paskaidroja Hepberns. "Inficētais personāls ir mazāk efektīvs, un tas var ietekmēt visa uzdevuma izpildi." Kā vēl vienu piemēru Hepberns minēja briesmas, ka grupas dalībnieks saslimst ar malāriju vai tropu drudzi, “kas ir diezgan izplatīta vietās, kur mēs strādājam. Protams, tas faktiski var sabojāt visu misiju, ja jūs nedomājat par medicīnisko evakuāciju un piesardzības pasākumiem šai personai."
Kā atzīmēja Hepburns, infekcijas slimību ārstēšanā ir divas plašas kategorijas. Pirmkārt, tā ir diagnostika: lai noskaidrotu, vai cilvēks ir slims vai nē. Otrkārt, ko darīt, ja kāds ir slims, tas ir, izstrādāt ārstēšanas kursu vai pretpasākumus, piemēram, vakcīnu.
Tomēr DARPA galvenā uzmanība joprojām tiek pievērsta prognozēšanai, vai veselīga izskata cilvēks saslimst. Turklāt FDA vēlas zināt ne tikai varbūtību, ka pacients var saslimt, bet arī to, vai viņš ir lipīgs vai nē. “Vai viņš kļūs par infekcijas izplatītāju? Vai mēs spēsim apspiest uzliesmojumu noteiktā kopienā?"
Hepberns runāja arī par programmu Prometejs. Saskaņā ar DARPA teikto, tās mērķis ir meklēt "bioloģiski signālu kopumu tikko inficētai personai, kas 24 stundu laikā var norādīt, vai šī persona kļūs infekcioza", ļaujot savlaicīgi ārstēties un rīkoties, lai novērstu slimības pārnešanu citiem.
Programma Prometheus pašlaik koncentrējas uz akūtām elpceļu slimībām, kuras tiek izvēlētas koncepcijas pierādīšanai, lai gan šī tehnoloģija var būt piemērojama citām infekcijas slimībām.
“Pieņemsim, ka mums ir 10 inficēti cilvēki, mēs varētu tos pārbaudīt un teikt, ka šie trīs cilvēki būs visinfekciozākie un kļūs par slimības nesējiem. Pēc tam mēs ārstēsim šos cilvēkus, lai novērstu infekcijas izplatīšanos,”skaidroja Hepberna.
Projekta Prometheus mērķis ir izveidot "biomarķierus", kas parāda personas uzņēmību pret slimībām un viņu iespējamo infekcijas līmeni. "Šos marķierus ir grūti izveidot," sacīja Hepberns. “Vēl viens izaicinājums ir lasīt šos marķierus uz vietas un aprūpes vietā. Var būt nepieciešams izstrādāt ar akumulatoru darbināmu ierīci, kas var paveikt šo darbu."
"Es domāju, ka to militārais pielietojums ir diezgan acīmredzams," turpināja Hepberns. - Iedomājieties kazarmu, kuģi vai zemūdeni. Spēja noteikt, kurš saslimst un apturēt slimības uzliesmojumu šajos šaurajos apstākļos, būtu ārkārtīgi izdevīga mūsu armijai.”
Profilakses jomā DARPA lieliski veic slimību profilaksi. Galvenais uzsvars tiek likts uz tā saukto "gandrīz tūlītēju" risinājumu izstrādi, lai neitralizētu infekcijas uzliesmojumu, kas darbosies daudz ātrāk nekā tradicionālā vakcīna.
"Ja es jums iedošu vakcīnu, sešu mēnešu laikā var paiet divas vai trīs devas, pirms sasniegsit nepieciešamo imunitātes līmeni," sacīja Hepberns.
Šajā sakarā DARPA ir sākusi darbu pie jaunas programmas ar nosaukumu Pandēmijas profilakses platforma (Pandēmijas profilakses platforma), kuras mērķis ir izstrādāt „gandrīz tūlītēju” risinājumu, kas var papildināt vakcīnas. Vakcīna darbojas, liekot organismam ražot antivielas, un, ja tās cirkulē asinīs pietiekamā daudzumā, tad cilvēks tiek pasargāts no konkrētas infekcijas slimības. DARPA plāno ievērojami paātrināt šo procesu, īstenojot P3 programmu.
“Ko darīt, ja mēs varētu vienkārši dot antivielas, kas cīnās ar infekciju vai jūs aizsargā? Faktiski, ja cilvēks varētu vienkārši injicēt pareizās antivielas, viņš tiktu nekavējoties aizsargāts, atzīmēja Hepberns. “Problēma ir tā, ka ir vajadzīgi mēneši un gadi, lai rūpnīcā iegūtu pietiekami daudz šo antivielu. Tas ir sarežģīts un dārgs process."
Tā vietā, lai tradicionāli izveidotu antivielas un injicētu tās cilvēka vēnā, DARPA strādā, lai izveidotu injicējamu injekciju, kas satur DNS un RNS antivielām, lai organisms pats varētu izveidot nepieciešamās antivielas. Kad ģenētiskais kods tiek ievadīts ķermenī, "72 stundu laikā jums jau būs pietiekami daudz antivielu, lai jūs aizsargātu". Hepberns uzskata, ka to var panākt četru gadu laikā, līdz P3 programmas beigām.
Ringeizens vada citu profilakses programmu - Mikrofizioloģiskās sistēmas jeb orgāni mikroshēmā, kas uz tintes mikroshēmām vai mikroshēmām radīs mākslīgus dažādu sistēmu modeļus cilvēka organismā. Tos var izmantot dažādos veidos, piemēram, pārbaudot vakcīnas vai ievadot bioloģisku patogēnu. Mērķis ir ambiciozs - simulēt cilvēka ķermeņa procesus laboratorijas apstākļos.
"Tam ir milzīga nozīme," piebilda Ringeizens. "Jūs varat pārbaudīt burtiski tūkstošiem narkotiku kandidātu efektivitāti un toksicitāti, neveicot pašreizējos apgrūtinošos un dārgos procesus."
Pašreizējais attīstības modelis ietver vairākus ļoti dārgus procesus, tostarp izmēģinājumus ar dzīvniekiem un klīniskos pētījumus. Pētījumi ar dzīvniekiem ir ļoti dārgi un ne vienmēr precīzi atspoguļo zāļu vai vakcīnu ietekmi uz cilvēka ķermeni. Klīniskie pētījumi ir vēl dārgāki, un lielākā daļa testu neizdodas.
"Aizsardzības departamentam ir vēl grūtāk strādāt, jo daudzi nepieciešamie medicīniskie aizsardzības pasākumi ir paredzēti, lai apkarotu bioloģiskos un ķīmiskos faktorus," viņš piebilda. "Jūs nevarat uzņemt cilvēku grupu un pārbaudīt, vai viņiem nav Sibīrijas mēra vai Ebolas vīrusa."
Orgānu mikroshēmas tehnoloģija revolucionizē narkotiku izstrādi militārajām un civilajām kopienām. Projekts, kuru vada Hārvarda universitātes un MIT komandas, šobrīd tuvojas noslēgumam.
Ringeizens atzīmēja arī programmu Elect-Rx (elektriskās receptes), kuras mērķis ir izstrādāt tehnoloģijas, kas varētu mākslīgi stimulēt perifēro nervu sistēmu, izmantojot tās spēju ātri un efektīvi dziedēt.
"Tas uzlabos imūnsistēmu, nodrošinās ķermenim lielāku izturību pret infekcijām vai iekaisuma slimībām," skaidroja Ringeizens.
Hepberns uzskata, ka nākotnē militārā medicīna spēs "daudz labāk paredzēt slimību agrīnākajos posmos, un tad atliek tikai veikt atbilstošus pasākumus specializētā iestādē".
“Viss ir kā jūsu automašīnas profilaktiskā apkope. Tajā esošais sensors, piemēram, norāda, ka dzinējs var sabojāties vai ka jums ir jāielej eļļa. Mēs vēlamies darīt to pašu ar cilvēka ķermeni."
Ķermenī šos sensorus var kombinēt ar citām tehnoloģijām, lai automātiski uzsāktu nepieciešamo darbību, piemēram, cukura diabēta pacienta glikozes līmeņa uzraudzību. "Mēs to vēl neesam sasnieguši, bet pēc 10 gadiem tā kļūs par kopēju realitāti."
Militārā medicīna - īpaši koncentrējoties uz terapiju un profilakses pasākumiem - var sniegt reālu labumu vairākās citās jomās. Ir skaidrs, ka prioritāte ir nodrošināt personāla aizsardzību pret infekcijām, taču šādu uzliesmojumu novēršana plašākā mērogā, piemēram, pandēmiju novēršana, arī tieši ietekmē drošības līmeni. Līdz ar to militārajai medicīnai jāatbilst ne tikai atsevišķa karavīra, ne tikai bruņoto spēku, bet visas sabiedrības vajadzībām.
