Cơ quan Dự án Nghiên cứu Tiên tiến Quốc phòng Hoa Kỳ (DARPA) được biết đến với việc thực hiện các nghiên cứu khoa học cấp cao trong lĩnh vực công nghệ quân sự tiên tiến. Tuy nhiên, Ban Giám đốc đang ngày càng tập trung sự chú ý vào lĩnh vực quan trọng nhất, nhưng đôi khi bị đánh giá thấp - hỗ trợ y tế của nhân sự.
Công việc của DARPA trong lĩnh vực quân y hầu hết được thực hiện với sự tham gia của thành phần mới nhất trong cấu trúc tổng thể của nó - Văn phòng Công nghệ Sinh học (WTO). Như giám đốc Brad Ringeisen của nó đã lưu ý, "văn phòng của chúng tôi đang làm việc với một loạt các nhiệm vụ có thể được nhóm thành ba loại lớn." Đầu tiên, đó là khoa học thần kinh, ví dụ, việc sử dụng các tín hiệu não cho hoạt động của chân tay giả. Lĩnh vực thứ hai là kỹ thuật di truyền hoặc sinh học tổng hợp. Lĩnh vực nghiên cứu thứ ba tập trung vào các công nghệ có thể vượt qua các bệnh truyền nhiễm và là lĩnh vực nghiên cứu ưu tiên của DARPA.
Theo Đại tá Mat Hepburn, người đứng đầu một số chương trình tại WTO, có một số lý do khiến cuộc chiến chống lại các bệnh truyền nhiễm được đặt lên hàng đầu. Ví dụ, quân đội Hoa Kỳ hoặc các đồng minh của họ có thể được triển khai để giúp đỡ một khu vực hoặc quốc gia bị ảnh hưởng bởi một đại dịch cụ thể, chẳng hạn như Ebola. "Chúng tôi là một lực lượng quân sự có thể triển khai trên toàn cầu và chúng tôi sẽ cử người của mình đến các khu vực mà chúng tôi cần bảo vệ khỏi dịch bệnh."
Phát triển công nghệ và phương pháp điều trị để ngăn ngừa bùng phát bệnh truyền nhiễm cũng có thể tăng cường an ninh quốc gia. Ví dụ, các liệu pháp được phát triển cho quân đội có thể được sử dụng để ngăn ngừa hoặc điều trị các đại dịch dân sự lớn. Tuy nhiên, tất cả điều này cũng đúng ở các cấp thấp hơn, đối với một cá nhân duy nhất.
Hepburn giải thích: “Một ví dụ đơn giản nhưng cực kỳ tiết lộ là bệnh cúm trên tàu. "Nhân viên bị nhiễm bệnh kém hiệu quả hơn và điều này có thể ảnh hưởng đến việc thực hiện toàn bộ nhiệm vụ." Một ví dụ khác, Hepburn trích dẫn sự nguy hiểm của một thành viên trong nhóm mắc bệnh sốt rét hoặc sốt xuất huyết, “điều này khá phổ biến ở những nơi chúng tôi làm việc. Tất nhiên, nó có thể thực sự làm hỏng toàn bộ nhiệm vụ nếu bạn không nghĩ đến việc sơ tán y tế và các biện pháp phòng ngừa cho người này."
Như Hepburn đã lưu ý, có hai phạm trù lớn khi đề cập đến các bệnh truyền nhiễm. Đầu tiên, đó là chẩn đoán: để tìm xem một người có bị bệnh hay không. Thứ hai, phải làm gì nếu một người nào đó bị bệnh, đó là xây dựng một quá trình điều trị hoặc các biện pháp đối phó, chẳng hạn như vắc-xin.
Tuy nhiên, trọng tâm chính của DARPA vẫn là dự đoán liệu một người trông khỏe mạnh có bị bệnh hay không. Ngoài ra, FDA không chỉ muốn biết khả năng bệnh nhân có thể bị bệnh mà còn biết liệu anh ta có bị lây nhiễm hay không. “Liệu anh ta có trở thành kẻ phân phối sự lây nhiễm không? Liệu chúng ta có thể ngăn chặn sự bùng phát trong một cộng đồng cụ thể không?"
Hepburn cũng nói về chương trình Prometheus. Theo DARPA, mục tiêu của tổ chức này là tìm kiếm "một tập hợp các tín hiệu sinh học ở một người mới nhiễm bệnh có thể cho biết trong vòng 24 giờ liệu người đó có bị lây nhiễm hay không", cho phép điều trị sớm và có hành động để ngăn ngừa lây truyền bệnh cho người khác.
Chương trình Prometheus hiện tập trung vào các bệnh hô hấp cấp tính, được lựa chọn để làm bằng chứng cho khái niệm, mặc dù công nghệ này có thể áp dụng cho các bệnh truyền nhiễm khác.
“Giả sử chúng tôi có 10 người bị nhiễm bệnh, chúng tôi có thể kiểm tra họ và nói rằng ba người này sẽ là người lây nhiễm nhiều nhất và sẽ trở thành người mang mầm bệnh. Sau đó, chúng tôi sẽ điều trị những người này để ngăn chặn sự lây lan của bệnh nhiễm trùng,”Hepburn giải thích.
Dự án Prometheus nhằm mục đích tạo ra "dấu ấn sinh học" cho thấy tính nhạy cảm của một người với bệnh tật và mức độ lây nhiễm tiềm ẩn của họ. “Những điểm đánh dấu này rất khó tạo ra,” Hepburn nói. “Một thách thức khác là đọc những điểm đánh dấu này trên thực địa và tại điểm chăm sóc. Có thể cần phải phát triển một thiết bị chạy bằng pin có thể thực hiện công việc này."
“Tôi nghĩ việc sử dụng quân sự của họ là khá rõ ràng,” Hepburn tiếp tục. - Hãy tưởng tượng một doanh trại hoặc một con tàu hoặc một chiếc tàu ngầm. Khả năng xác định ai sẽ bị ốm và ngăn chặn sự bùng phát trong điều kiện chật chội này sẽ cực kỳ có lợi cho quân đội của chúng tôi”.
Trong lĩnh vực phòng bệnh, DARPA làm rất tốt nhiệm vụ phòng chống dịch bệnh. Trọng tâm chính là phát triển các giải pháp được gọi là "gần như ngay lập tức" để vô hiệu hóa một đợt bùng phát truyền nhiễm sẽ hoạt động nhanh hơn nhiều so với vắc xin truyền thống.
“Nếu tôi tiêm vắc-xin cho bạn, có thể cần hai hoặc ba liều trong vòng sáu tháng trước khi bạn đạt được mức độ miễn dịch cần thiết,” Hepburn nói.
Về vấn đề này, DARPA đã bắt đầu làm việc trên một chương trình mới được gọi là Nền tảng Phòng chống Đại dịch (Pandemic Prevention Platform), nhằm mục đích phát triển một giải pháp “gần như ngay lập tức” có thể bổ sung cho vắc-xin. Vắc xin hoạt động bằng cách buộc cơ thể sản sinh ra các kháng thể, và nếu chúng lưu thông trong máu với số lượng đủ lớn, thì người đó sẽ được bảo vệ khỏi một bệnh truyền nhiễm cụ thể. DARPA dự định đẩy nhanh quá trình này một cách đáng kể thông qua việc thực hiện chương trình P3.
“Điều gì sẽ xảy ra nếu chúng tôi chỉ có thể cung cấp các kháng thể chống lại nhiễm trùng hoặc bảo vệ bạn? Trên thực tế, nếu một người có thể tiêm đúng loại kháng thể, anh ta sẽ được bảo vệ ngay lập tức, Hepburn lưu ý. “Vấn đề là phải mất nhiều tháng và nhiều năm để có đủ lượng kháng thể này trong một nhà máy. Đây là một quá trình phức tạp và tốn kém."
Thay vì quy trình truyền thống tạo ra kháng thể và tiêm chúng vào tĩnh mạch người, DARPA đang nghiên cứu để tạo ra một loại thuốc tiêm có chứa DNA và RNA cho các kháng thể để cơ thể có thể tự tạo ra các kháng thể cần thiết. Khi mã di truyền được tiêm vào cơ thể, "trong vòng 72 giờ bạn đã có đủ kháng thể để bảo vệ bạn." Hepburn tin rằng điều này có thể đạt được trong vòng 4 năm, khi kết thúc chương trình P3.
Ringeisen đang dẫn đầu một chương trình phòng chống khác, Hệ thống vi sinh vật học hoặc Các cơ quan trên một con chip, sẽ tạo ra các mô hình nhân tạo của các hệ thống khác nhau trong cơ thể con người trên các con chip hoặc chip in phun. Chúng có thể được sử dụng theo nhiều cách khác nhau, chẳng hạn như thử nghiệm vắc xin hoặc sử dụng mầm bệnh sinh học. Mục tiêu là đầy tham vọng - mô phỏng các quá trình của cơ thể con người trong môi trường phòng thí nghiệm.
Ringeisen nói thêm: “Ý nghĩa của việc này là rất lớn. "Bạn có thể kiểm tra hàng nghìn ứng cử viên thuốc về hiệu quả và độc tính mà không cần các quy trình rườm rà và tốn kém hiện nay."
Mô hình phát triển hiện tại liên quan đến một số quy trình rất tốn kém, bao gồm các thử nghiệm lâm sàng và động vật. Các nghiên cứu trên động vật rất tốn kém và không phải lúc nào cũng phản ánh chính xác tác động của một loại thuốc hoặc vắc xin lên cơ thể con người. Các thử nghiệm lâm sàng thậm chí còn tốn kém hơn và phần lớn các thử nghiệm đều thất bại.
Ông nói thêm: “Công việc của Bộ Quốc phòng còn khó khăn hơn vì nhiều biện pháp bảo vệ y tế cần được thiết kế để chống lại các tác nhân sinh học và hóa học,” ông nói thêm. "Bạn không thể lấy một nhóm người và xét nghiệm họ xem có mắc bệnh than hoặc Ebola hay không."
Công nghệ Organs on a Chip đang cách mạng hóa việc phát triển thuốc cho quân đội và cộng đồng dân sự. Dự án do các nhóm từ Đại học Harvard và MIT dẫn đầu, hiện đang gần hoàn thành.
Ringeisen cũng lưu ý đến chương trình Elect-Rx (Kê đơn điện), nhằm phát triển các công nghệ có thể kích thích nhân tạo hệ thần kinh ngoại vi bằng cách sử dụng khả năng tự chữa lành nhanh chóng và hiệu quả của nó.
Ringeisen giải thích: “Điều này sẽ cải thiện hệ thống miễn dịch, giúp cơ thể có thêm khả năng chống lại nhiễm trùng hoặc các bệnh viêm nhiễm.
Hepburn tin rằng trong tương lai, quân y sẽ có thể "dự đoán bệnh tốt hơn nhiều ở giai đoạn sớm nhất, và sau đó tất cả những gì còn lại là thực hiện các biện pháp thích hợp trong một cơ sở chuyên khoa."
“Mọi thứ giống như bảo dưỡng phòng ngừa cho chiếc xe của bạn. Ví dụ, cảm biến trong đó báo hiệu rằng động cơ có thể bị hỏng hoặc bạn cần đổ dầu. Chúng tôi muốn làm điều tương tự với cơ thể con người."
Trong cơ thể, các cảm biến này có thể được kết hợp với các công nghệ khác để tự động bắt đầu hành động cần thiết, chẳng hạn như theo dõi mức đường huyết của bệnh nhân tiểu đường. “Chúng tôi vẫn chưa đạt được điều đó, nhưng trong 10 năm nữa, điều đó sẽ trở thành hiện thực phổ biến.”
Y học quân sự - đặc biệt là tập trung vào các liệu pháp điều trị và các biện pháp phòng ngừa - có thể mang lại những lợi ích thực sự trong một số lĩnh vực khác. Rõ ràng ưu tiên là đảm bảo rằng nhân viên được bảo vệ khỏi sự lây nhiễm, nhưng việc ngăn chặn sự bùng phát như vậy ở quy mô lớn hơn, chẳng hạn như đối phó với đại dịch, cũng có tác động trực tiếp đến mức độ an ninh. Vì vậy, quân y phải đáp ứng nhu cầu không chỉ của cá nhân quân nhân, không chỉ của lực lượng vũ trang mà của toàn xã hội.
