Yhdysvaltain puolustusasioiden kehittyneiden tutkimusprojektien virasto (DARPA) tunnetaan korkean tason tieteellisestä tutkimuksesta kehittyneiden sotilasteknologioiden alalla. Kuitenkin osasto keskittyy yhä enemmän tärkeimpään, mutta joskus aliarvioituun alueeseen - henkilöstön lääketieteelliseen tukeen.
DARPAn työ sotilaslääketieteen alalla suoritetaan enimmäkseen osallistumalla sen kokonaisrakenteen uusimpaan komponenttiin - Biologisten teknologioiden toimistoon (WTO). Kuten sen johtaja Brad Ringeisen totesi, "toimistomme työskentelee monenlaisten tehtävien parissa, jotka voidaan ryhmitellä kolmeen laajaan luokkaan." Ensinnäkin se on neurotiede, esimerkiksi aivosignaalien käyttö raajaproteesien toimintaan. Toinen alue on geenitekniikka tai synteettinen biologia. Kolmas tutkimusalue keskittyy tekniikoihin, jotka voivat ohittaa tartuntataudit, ja se on DARPAn ensisijainen tutkimusalue.
WTO: n useiden ohjelmien johtajan eversti Mat Hepburnin mukaan tartuntatautien torjunta tulee esiin useista syistä. Esimerkiksi Yhdysvaltain armeija tai sen liittolaiset voitaisiin lähettää auttamaan aluetta tai maata, josta kärsii tietty pandemia, kuten Ebola. "Olemme maailmanlaajuisesti sijoitettava sotilasvoima ja lähetämme ihmisiä alueille, joita meidän on suojeltava taudeilta."
Teknologioiden ja hoitojen kehittäminen tartuntatautien ehkäisemiseksi voi myös parantaa kansallista turvallisuutta. Esimerkiksi armeijalle kehitettyjä hoitoja voidaan käyttää ehkäisemään tai hoitamaan suuria siviilipandemioita. Kaikki tämä on kuitenkin totta myös alemmilla tasoilla, yksittäiseen henkilöön asti.
"Yksinkertainen, mutta erittäin paljastava esimerkki on flunssa laivalla", Hepburn selitti. "Tartunnan saaneet henkilöt ovat vähemmän tehokkaita ja tämä voi vaikuttaa koko tehtävän suorittamiseen." Toisena esimerkkinä Hepburn mainitsi vaaran, että ryhmän jäsen sairastuu malariaan tai denguekuumeeseen,”mikä on melko yleistä työpaikoillamme. Se voi tietysti todella pilata koko tehtävän, jos et ajattele lääketieteellistä evakuointia ja varotoimia tälle henkilölle."
Kuten Hepburn totesi, tartuntatautien käsittelyssä on kaksi laajaa luokkaa. Ensinnäkin se on diagnostiikka: selvittää, onko henkilö sairas vai ei. Toiseksi, mitä tehdä, jos joku on sairas, eli kehittää hoitojakso tai vastatoimenpiteitä, kuten rokote.
DARPAn pääpaino on kuitenkin edelleen sen ennustamisessa, tuleeko terveen näköinen henkilö sairastumaan. Lisäksi FDA haluaa tietää paitsi todennäköisyyden, että potilas voi sairastua, myös siitä, onko hän tarttuva vai ei. "Tuleeko hänestä tartunnan levittäjä? Pystymmekö tukahduttamaan epidemian tietyssä yhteisössä?"
Hepburn puhui myös Prometheus -ohjelmasta. DARPAn mukaan sen tavoitteena on etsiä "joukko biologisia signaaleja äskettäin tartunnan saaneesta henkilöstä, joka voi osoittaa 24 tunnin kuluessa, tuleeko kyseisestä henkilöstä tarttuva", mikä mahdollistaa varhaisen hoidon ja toimenpiteet taudin tartunnan estämiseksi muille.
Prometheus -ohjelma keskittyy tällä hetkellä akuuteihin hengityselinsairauksiin, jotka valitaan konseptin todistamiseksi, vaikka tekniikkaa voidaan soveltaa muihin tartuntatauteihin.
Oletetaan, että meillä on 10 tartunnan saaneita ihmisiä, voimme testata heidät ja sanoa, että nämä kolme ihmistä ovat tarttuvimpia ja heistä tulee taudin kantajia. Hoidamme sitten näitä ihmisiä tartunnan leviämisen estämiseksi”, Hepburn selitti.
Prometheus -hankkeen tavoitteena on luoda "biomarkkereita", jotka osoittavat henkilön alttiuden sairauksille ja heidän mahdollisen tartuntatasonsa. "Näitä merkkejä on vaikea luoda", Hepburn sanoi.”Toinen haaste on lukea nämä markkerit kentällä ja hoitopaikassa. Saattaa olla tarpeen kehittää paristokäyttöinen laite, joka pystyy tekemään tämän työn."
"Luulen, että niiden sotilaallinen käyttö on melko ilmeistä", Hepburn jatkoi. - Kuvittele kasarmi, laiva tai sukellusvene. Kyky tunnistaa, kuka sairastuu ja pysäyttää epidemian näissä ahtaissa olosuhteissa, olisi erittäin hyödyllistä armeijallemme.”
Ennaltaehkäisyn alalla DARPA tekee erinomaista työtä sairauksien ehkäisemiseksi. Pääpaino on kehittää niin sanottuja "lähes välittömiä" ratkaisuja tartuntataudin neutraloimiseksi, joka toimii paljon nopeammin kuin perinteinen rokote.
"Jos annan sinulle rokotteen, se voi kestää kaksi tai kolme annosta kuuden kuukauden kuluessa, ennen kuin saavutat tarvittavan immuniteetin", Hepburn sanoi.
Tältä osin DARPA on aloittanut uuden ohjelman nimeltä Pandemic Prevention Platform (Pandemic Prevention Platform), jonka tavoitteena on kehittää "lähes välitön" ratkaisu, joka voi täydentää rokotteita. Rokote pakottaa kehon tuottamaan vasta -aineita, ja jos niitä kiertää veressä riittävä määrä, henkilö on suojattu tietystä tartuntataudista. DARPA aikoo nopeuttaa tätä prosessia dramaattisesti toteuttamalla P3 -ohjelman.
"Entä jos voisimme antaa vasta -aineita, jotka taistelevat infektioita vastaan tai suojelevat sinua? Itse asiassa, jos henkilö voisi vain pistää oikeat vasta -aineet, hän olisi välittömästi suojattu, Hepburn totesi.”Ongelmana on, että kestää kuukausia ja vuosia saadakseen tarpeeksi näitä vasta -aineita tehtaalla. Tämä on monimutkainen ja kallis prosessi."
Perinteisen vasta -aineiden valmistusprosessin ja niiden suonensisäisen injektion sijasta DARPA pyrkii luomaan injektoitavan injektion, joka sisältää DNA: ta ja RNA: ta vasta -aineille, jotta keho voi luoda tarvittavat vasta -aineet itse. Kun geneettinen koodi ruiskutetaan kehoon, "72 tunnin kuluessa sinulla on jo tarpeeksi vasta -aineita suojaamaan sinua". Hepburn uskoo, että tämä voidaan saavuttaa neljän vuoden kuluessa P3 -ohjelman loppuun mennessä.
Ringeisen johtaa toista ennaltaehkäisyohjelmaa, Mikrofysiologiset järjestelmät tai elimet sirulla, joka luo keinotekoisia malleja ihmiskehon eri järjestelmistä mustesuihkusirujen tai sirujen päälle. Niitä voidaan käyttää monin eri tavoin, kuten rokotteiden testaamiseen tai biologisen patogeenin antamiseen. Tavoite on kunnianhimoinen - simuloida ihmiskehon prosesseja laboratoriossa.
"Tämän merkitys on valtava", Ringeisen lisäsi. "Voit testata kirjaimellisesti tuhansien lääkekandidaattien tehokkuuden ja myrkyllisyyden ilman nykyisiä hankalia ja kalliita prosesseja."
Nykyinen kehitysmalli sisältää useita erittäin kalliita prosesseja, mukaan lukien eläinkokeet ja kliiniset kokeet. Eläinkokeet ovat erittäin kalliita, eivätkä ne aina heijasta tarkasti lääkkeen tai rokotteen vaikutuksia ihmiskehoon. Kliiniset tutkimukset ovat vielä kalliimpia ja valtaosa testeistä epäonnistuu.
"Puolustusministeriön työ on vielä vaikeampaa, koska monet sen tarvitsemista lääketieteellisistä suojatoimenpiteistä on suunniteltu torjumaan biologisia ja kemiallisia tekijöitä", hän lisäsi. "Et voi ottaa ryhmää ihmisiä ja testata pernaruttoa tai ebolaa."
Chip -tekniikan elimet mullistavat sotilas- ja siviiliyhteisöjen lääkekehityksen. Harvardin yliopiston ja MIT: n tiimien johtama projekti on parhaillaan valmistumassa.
Ringeisen pani merkille myös Elect-Rx (sähköiset reseptit) -ohjelman, jonka tavoitteena on kehittää tekniikoita, jotka voisivat keinotekoisesti stimuloida ääreishermostoa käyttämällä sen kykyä parantaa itsensä nopeasti ja tehokkaasti.
"Tämä parantaa immuunijärjestelmää, antaa keholle enemmän vastustuskykyä infektioille tai tulehduksellisille sairauksille", Ringeisen selitti.
Hepburn uskoo, että tulevaisuudessa sotilaslääketiede pystyy "ennustamaan taudin paljon paremmin varhaisimmissa vaiheissa, ja sitten on enää vain ryhdyttävä asianmukaisiin toimenpiteisiin erikoistuneessa laitoksessa".
”Kaikki on kuin autosi ennaltaehkäisevää huoltoa. Siinä oleva anturi ilmoittaa esimerkiksi, että moottori voi rikkoutua tai että sinun on lisättävä öljyä. Haluamme tehdä saman ihmiskeholle."
Kehossa nämä anturit voidaan yhdistää muihin tekniikoihin, jotta tarvittavat toimenpiteet voidaan aloittaa automaattisesti, kuten esimerkiksi diabeetikon potilaan glukoosipitoisuuden seuranta. "Emme ole vielä saavuttaneet sitä, mutta kymmenen vuoden kuluttua siitä tulee yhteinen todellisuus."
Sotilaslääketiede - erityisesti keskittymällä hoitoihin ja ennaltaehkäiseviin toimenpiteisiin - voi tarjota todellista hyötyä monilla muilla aloilla. On selvää, että ensisijaisena tavoitteena on varmistaa, että henkilöstö on suojattu infektioilta, mutta tällaisten epidemioiden laajemmalla estämisellä, kuten pandemioiden torjunnalla, on myös suora vaikutus turvallisuustasoon. Tämän seurauksena sotilaslääketieteen on vastattava yksittäisen sotilaan, ei vain asevoimien, vaan koko yhteiskunnan tarpeisiin.
