Ang US Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) ay kilala sa pagsasagawa ng mataas na antas ng siyentipikong pagsasaliksik sa larangan ng mga advanced na teknolohiyang militar. Gayunpaman, ang Direktorado ay lalong nakatuon ang pansin nito sa pinakamahalaga, ngunit kung minsan minamaliit na lugar - medikal na suporta ng mga tauhan.
Ang gawain ng DARPA sa larangan ng medisina ng militar ay halos isinasagawa kasama ang paglahok ng pinakabagong sangkap sa pangkalahatang istraktura nito - ang Biological Technologies Office (WTO). Tulad ng nabanggit ng direktor nito na si Brad Ringeisen, "ang aming tanggapan ay nagtatrabaho sa isang malawak na hanay ng mga gawain na maaaring mapangkat sa tatlong malawak na kategorya." Una, ito ay neuroscience, halimbawa, ang paggamit ng mga signal ng utak para sa pagpapatakbo ng mga limb prostheses. Ang pangalawang lugar ay ang genetic engineering o synthetic biology. Ang pangatlong lugar ng pagsasaliksik ay nakatuon sa mga teknolohiya na maaaring daig ang mga nakakahawang sakit at isang pangunahing lugar ng pagsasaliksik para sa DARPA.
Ayon kay Koronel Mat Hepburn, pinuno ng maraming mga programa sa WTO, maraming mga kadahilanan na nagpapauna laban sa mga nakakahawang sakit. Halimbawa, ang militar ng US o mga kaalyado nito ay maaaring i-deploy upang matulungan ang isang rehiyon o bansa na apektado ng isang tukoy na pandemya, tulad ng Ebola. "Kami ay isang pandaigdigang puwersang magagamit ng militar at papadalhan namin ang aming mga tao sa mga lugar na kailangan naming protektahan mula sa sakit."
Ang pagbubuo ng mga teknolohiya at paggamot upang maiwasan ang mga nakakahawang pagsiklab ay maaari ring mapahusay ang seguridad ng bansa. Halimbawa, ang mga therapies na binuo para sa militar ay maaaring magamit upang maiwasan o matrato ang mga pangunahing pandemikong sibilyan. Gayunpaman, ang lahat ng ito ay totoo rin sa mas mababang mga antas, pababa sa isang solong indibidwal.
"Ang isang simple, ngunit labis na naglalantad na halimbawa ay ang trangkaso sa isang barko," paliwanag ni Hepburn. "Ang mga nahawaang tauhan ay hindi gaanong mahusay at maaaring makaapekto ito sa pagganap ng buong gawain." Bilang isa pang halimbawa, binanggit ni Hepburn ang panganib ng isang miyembro ng pangkat na nagkakaroon ng malaria o dengue, "na karaniwan sa mga lugar kung saan kami nagtatrabaho. Maaari itong siyempre masira talaga ang buong misyon kung hindi mo iniisip ang tungkol sa paglisan ng medikal at pag-iingat para sa taong ito."
Tulad ng nabanggit ni Hepburn, mayroong dalawang malawak na kategorya pagdating sa pagharap sa mga nakakahawang sakit. Una, ito ay mga diagnostic: upang malaman kung ang isang tao ay may sakit o hindi. Pangalawa, kung ano ang gagawin kung ang isang tao ay may sakit, iyon ay, bumuo ng isang kurso ng paggamot o mga countermeasure, tulad ng isang bakuna.
Gayunpaman, ang pangunahing pokus ng DARPA ay pa rin sa paghula kung ang isang malulusog na hitsura na tao ay magkakasakit. Bilang karagdagan, nais malaman ng FDA hindi lamang ang posibilidad na ang pasyente ay maaaring magkasakit, kundi pati na rin kung siya ay nakakahawa o hindi. "Magiging distributor ba siya ng impeksyon? Magagawa ba nating pigilan ang isang pagsiklab sa isang tukoy na komunidad?"
Pinag-usapan din ni Hepburn ang tungkol sa programa ng Prometheus. Ayon sa DARPA, layunin nito na maghanap ng "isang hanay ng mga biological signal sa isang bagong nahawahan na maaaring magpahiwatig sa loob ng 24 na oras kung ang taong iyon ay magiging nakakahawa," na pinapayagan ang maagang paggamot at aksyon upang maiwasan ang paghahatid ng sakit sa iba.
Ang programa ng Prometheus ay kasalukuyang nakatuon sa matinding mga sakit sa paghinga, na napili para sa patunay ng konsepto, bagaman ang teknolohiya ay maaaring mailapat sa iba pang mga nakakahawang sakit.
"Sabihin nating mayroon tayong 10 tao na nahawahan, maaari nating subukan ito at sabihin na ang tatlong taong ito ang magiging pinaka-nakakahawa at magiging mga tagadala ng sakit. Tratuhin namin pagkatapos ang mga taong ito upang maiwasan ang pagkalat ng impeksyon, "paliwanag ni Hepburn.
Nilalayon ng proyekto ng Prometheus na lumikha ng "biomarkers" na nagpapakita ng pagkamaramdamin ng isang tao sa sakit at kanilang potensyal na antas ng pagkakahawa. "Ang mga marker na ito ay mahirap likhain," sabi ni Hepburn. "Ang isa pang hamon ay basahin ang mga marker na ito sa larangan at sa punto ng pangangalaga. Maaaring kailanganin upang bumuo ng isang aparato na pinapatakbo ng baterya na maaaring gawin ang trabaho."
"Sa palagay ko ang paggamit ng kanilang militar ay medyo halata," patuloy ni Hepburn. - Isipin ang isang baraks o isang barko o isang submarino. Ang kakayahang makilala kung sino ang magkakasakit at ititigil ang paglaganap sa mga masikip na kundisyon na ito ay magiging lubos na kapaki-pakinabang para sa aming militar."
Sa lugar ng pag-iwas, ang DARPA ay may mahusay na trabaho upang maiwasan ang sakit. Ang pangunahing diin ay ang pagbuo ng tinatawag na "malapit-agad" na mga solusyon upang ma-neutralize ang isang nakakahawang pagsiklab na gagana nang mas mabilis kaysa sa tradisyunal na bakuna.
"Kung bibigyan kita ng bakuna, maaaring tumagal ng dalawa o tatlong dosis sa loob ng anim na buwan bago mo maabot ang antas ng kaligtasan sa sakit na kailangan mo," sabi ni Hepburn.
Kaugnay nito, sinimulan ng DARPA ang pagtatrabaho sa isang bagong programa na tinatawag na Pandemic Prevention Platform (Pandemic Prevention Platform), na naglalayon na bumuo ng isang "halos agarang" solusyon na maaaring umakma sa mga bakuna. Gumagana ang bakuna sa pamamagitan ng pagpwersa sa katawan na gumawa ng mga antibodies, at kung sila ay nagpapalipat-lipat sa dugo sa sapat na dami, kung gayon ang tao ay protektado mula sa isang partikular na nakakahawang sakit. Nilalayon ng DARPA na mapabilis ang prosesong ito sa pamamagitan ng pagpapatupad ng P3 na programa.
"Paano kung maaari lamang kaming magbigay ng mga antibodies na labanan ang impeksyon o protektahan ka? Sa katunayan, kung ang isang tao ay maaaring mag-iniksyon lamang ng tamang mga antibodies, agad siyang protektado, sinabi ni Hepburn. "Ang problema ay tumatagal ng buwan at taon upang makuha ang sapat na mga antibodies na ito sa isang pabrika. Ito ay isang kumplikado at magastos na proseso."
Sa halip na tradisyonal na proseso ng paggawa ng mga antibodies at pag-iniksyon sa kanila sa isang ugat ng tao, ang DARPA ay nagtatrabaho upang lumikha ng isang injection na may injection na naglalaman ng DNA at RNA para sa mga antibodies upang ang katawan ay maaaring lumikha ng kinakailangang mga antibodies sa sarili nitong. Kapag ang genetic code ay na-injected sa katawan, "sa loob ng 72 oras ay magkakaroon ka ng sapat na mga antibodies upang maprotektahan ka." Naniniwala si Hepburn na makakamit ito sa loob ng apat na taon, sa pagtatapos ng P3 na programa.
Ang Ringeisen ay nangunguna sa isa pang programa sa pag-iwas, Microphysiological Systems o Organs on a Chip, na lilikha ng mga artipisyal na modelo ng iba't ibang mga sistema sa katawan ng tao sa mga inkjet chip o chips. Maaari silang magamit sa iba't ibang mga paraan, tulad ng pagsubok ng mga bakuna o pagbibigay ng isang biological pathogen. Ang layunin ay mapaghangad - upang gayahin ang mga proseso ng katawan ng tao sa isang setting ng laboratoryo.
"Ang kahalagahan nito ay napakalubha," dagdag ni Ringeisen. "Maaari mong subukan ang literal na libu-libong mga kandidato sa droga para sa pagiging epektibo at pagkalason nang walang kasalukuyang masalimuot at mamahaling proseso na dumadaan."
Ang kasalukuyang modelo ng pag-unlad ay nagsasangkot ng maraming napakamahal na proseso, kabilang ang mga pagsubok sa hayop at klinikal. Ang mga pag-aaral ng hayop ay napakamahal at hindi laging tumpak na nagpapakita ng mga epekto ng gamot o bakuna sa katawan ng tao. Ang mga klinikal na pagsubok ay kahit na mas mahal at ang karamihan sa mga pagsubok ay nabigo.
"Mas mahirap ito sa trabaho para sa Kagawaran ng Depensa, dahil marami sa mga panukalang medikal na proteksiyon na kinakailangan nito ay idinisenyo upang labanan ang mga ahente ng biyolohikal at kemikal," dagdag niya. "Hindi ka maaaring kumuha ng isang pangkat ng mga tao at subukan ang mga ito para sa anthrax o Ebola."
Ang mga organo sa isang teknolohiya ng Chip ay nagbabago sa pagpapaunlad ng droga para sa mga pamayanan ng militar at sibilyan. Ang proyekto, na pinamumunuan ng mga koponan mula sa Harvard University at MIT, ay kasalukuyang malapit nang matapos.
Nabanggit din ni Ringeisen ang programang Elect-Rx (Mga Reseta na Elektrikal), na naglalayong makabuo ng mga teknolohiya na artipisyal na mapasigla ang paligid ng nerbiyos na sistema na ginagamit ang kakayahang pagalingin ang sarili nito nang mabilis at mabisa.
"Mapapabuti nito ang immune system, bigyan ang katawan ng higit na paglaban sa mga impeksyon o nagpapaalab na sakit," paliwanag ni Ringeisen.
Naniniwala si Hepburn na sa hinaharap, ang medikal na gamot ay magagawang "mahulaan ang sakit nang mas mahusay sa mga pinakamaagang yugto, at pagkatapos ang lahat na mananatili ay ang magsagawa ng mga naaangkop na hakbang sa isang dalubhasang institusyon."
"Ang lahat ay tulad ng preventive maintenance ng iyong sasakyan. Ang sensor dito ay hudyat, halimbawa, na maaaring masira ang makina o kailangan mong punan ang langis. Gusto naming gawin ang pareho sa katawan ng tao."
Sa katawan, ang mga sensor na ito ay maaaring isama sa iba pang mga teknolohiya upang awtomatikong simulan ang kinakailangang pagkilos, tulad ng pagsubaybay sa antas ng glucose ng isang pasyente na may diabetes. "Hindi pa natin nakakamit ito, ngunit sa 10 taon ay magiging isang pangkaraniwang katotohanan ito."
Ang gamot sa militar - lalo na na may pagtuon sa mga therapies at mga hakbang sa pag-iwas - ay maaaring magbigay ng totoong mga benepisyo sa maraming iba pang mga lugar. Malinaw na ang priyoridad ay upang matiyak na ang mga tauhan ay protektado mula sa impeksyon, ngunit ang pagpigil sa mga naturang paglaganap sa isang mas malaking sukat, tulad ng pagharap sa mga pandemya, ay mayroon ding direktang epekto sa antas ng seguridad. Bilang kinahinatnan, ang gamot sa militar ay dapat matugunan ang mga pangangailangan ng hindi lamang ng indibidwal na sundalo, hindi lamang ang Sandatahang Lakas, kundi ang lipunan sa kabuuan.
