Cosas soldados con chips electrónicos: DARPA.
La Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de la Defensa de los Estados Unidos (DARPA) es conocida por realizar investigaciones de alto nivel sobre tecnología militar avanzada. Sin embargo, la Oficina está centrando cada vez más su atención en el área más importante, pero a veces subestimada: el apoyo médico del personal.
La mayor parte del trabajo de DARPA en el campo de la medicina militar se lleva a cabo con la participación del componente más nuevo en su estructura general: la Oficina de Tecnologías Biológicas, Oficina de Tecnologías Biológicas (OMC). Como señaló su director Brad Ringizen, "nuestra oficina está trabajando en una amplia gama de tareas que se pueden agrupar en tres categorías principales". Primero, es la neurobiología, por ejemplo, el uso de señales cerebrales para la operación de prótesis de extremidades. La segunda dirección es la ingeniería genética o la biología sintética. La tercera área de investigación se centra en las tecnologías que pueden superar las enfermedades infecciosas, y esta es un área de investigación prioritaria de DARPA.
Según el coronel Mat Hepburn, director de varios programas en la OMC, hay una serie de razones que ponen de relieve la lucha contra las enfermedades infecciosas. Por ejemplo, el ejército estadounidense o sus aliados pueden ser desplegados para ayudar a una región o país afectado por una pandemia específica, como el ébola. "Somos una fuerza militar desplegada globalmente y vamos a enviar a nuestra gente a las áreas que necesitamos para proteger contra enfermedades".
Desarrollo del sistema microfisiológico Instituto de Ingeniería Biológica Wiss
El desarrollo de tecnologías y tratamientos que prevengan los brotes infecciosos también puede aumentar la seguridad nacional. Por ejemplo, los tratamientos desarrollados para el personal militar se pueden usar para prevenir o tratar pandemias importantes entre la población civil. Sin embargo, todo esto también es cierto en los niveles inferiores, hasta un solo individuo.
"Un ejemplo simple pero extremadamente ilustrativo es la gripe en el barco", explicó Hepburn. "El personal infectado es menos eficiente y esto puede afectar el rendimiento de toda la tarea". Como otro ejemplo, Hepburn citó el peligro de que un miembro de un grupo se infecte con malaria o dengue, "lo cual es bastante común en los lugares donde trabajamos. Esto, por supuesto, puede destruir toda la misión si no piensa en la evacuación médica y las precauciones para esta persona ".
Como señaló Hepburn, hay dos categorías amplias cuando se trata de tratar enfermedades infecciosas. Primero, es un diagnóstico: averiguar si una persona está enferma o no. En segundo lugar, qué hacer si alguien está enfermo, es decir, el desarrollo de un curso de tratamiento o contramedidas, como una vacuna.
Sin embargo, el enfoque principal de DARPA todavía es predecir si una persona de apariencia saludable se enfermará. Además, la Oficina quiere saber no solo la probabilidad de que el paciente se enferme, sino que también es contagioso o no. "¿Difundirá el contagio?" ¿Podemos suprimir el brote en una comunidad en particular?
Hepburn también habló sobre el programa Prometheus. De acuerdo con DARPA, su objetivo es buscar "un conjunto de señales biológicas en una persona recién infectada que puede indicar dentro de las horas 24 si esa persona se vuelve infecciosa", lo que permitirá comenzar el tratamiento en una etapa temprana y tomar medidas para prevenir la transmisión de esta enfermedad a otras personas.
Prometheus actualmente se centra en las enfermedades respiratorias agudas, que se han elegido para confirmar el concepto, aunque esta tecnología puede ser aplicable a otras enfermedades infecciosas.
“Supongamos que tenemos personas 10 que han sido infectadas, podríamos analizarlas y decir que estas tres personas serán las más infecciosas y se convertirán en portadoras de la enfermedad. Luego trataremos a estas personas para prevenir la propagación de la infección ", explicó Hepburn.
El proyecto Prometheus tiene como objetivo crear "biomarcadores" que muestren la susceptibilidad de una persona a la enfermedad y su nivel potencial de infecciosidad. "Estos marcadores son difíciles de crear", señaló Hepburn. - Otra dificultad es la eliminación de las indicaciones de estos marcadores en el campo y en los puntos de atención médica. Puede ser necesario desarrollar un dispositivo alimentado por batería que pueda hacer el trabajo ".
"Creo que su uso militar es bastante obvio", continuó Hepburn. - Imagina un cuartel o un barco o un submarino. La capacidad de determinar quién se va a enfermar y detener el brote de la enfermedad en estas condiciones reducidas sería extremadamente útil para nuestros militares ".
En el área de medidas preventivas, DARPA realiza un gran trabajo para prevenir enfermedades. El objetivo principal es el desarrollo de las llamadas soluciones "casi inmediatas" para neutralizar el brote infeccioso, que funcionará mucho más rápido que la vacuna tradicional.
"Si le administro una vacuna, es posible que tome dos o tres dosis en seis meses antes de que alcance el nivel de inmunidad requerido", dijo Hepburn.
En este sentido, DARPA ha comenzado a trabajar en un nuevo programa llamado RH (Pandemic Prevention Platform, una plataforma de prevención de pandemias), cuyo objetivo es desarrollar una solución "casi inmediata" que pueda complementar las vacunas. La vacuna actúa haciendo que el cuerpo produzca anticuerpos, y si circulan en la sangre en cantidades suficientes, la persona está protegida contra una enfermedad infecciosa específica. DARPA tiene la intención de acelerar dramáticamente este proceso a través de la implementación del programa P3.
"¿Qué pasaría si solo pudiéramos dar anticuerpos que combatan la infección o te protejan?" De hecho, si una persona pudiera inyectar los anticuerpos correctos, entonces recibiría protección de inmediato, dijo Hepburn. "El problema es que se necesitan meses y años para obtener la cantidad suficiente de estos anticuerpos en una fábrica". Este es un proceso complejo y costoso ".
En lugar del proceso tradicional, la producción de anticuerpos y su introducción en una vena humana, DARPA está trabajando en la creación de una inyección inyectable, que contiene ADN y ARN para anticuerpos, de modo que el propio cuerpo crea los anticuerpos necesarios. Con la introducción del código genético en el cuerpo "para las horas de 72, ya tendrá suficientes anticuerpos para su protección". Hepburn cree que esto se puede lograr dentro de cuatro años, al final del programa Р3.
Ringizen encabeza otro programa para desarrollar medidas preventivas, “Sistemas microfisiológicos” u “Órganos en un chip”, dentro de los cuales se crearán modelos artificiales de varios sistemas del cuerpo humano en chips de inyección de tinta o chips. Se pueden usar de diferentes maneras, por ejemplo, pruebas de vacunas o la introducción de un patógeno biológico. El objetivo es ambicioso: imitar los procesos del cuerpo humano en el laboratorio.
MIT Body-on-Chip Concept Illustration
"El significado de esto es enorme", agregó Ringingen. "Puede explorar, literalmente, miles de candidatos a fármacos por su eficacia y toxicidad sin los procesos laboriosos y costosos que tiene que atravesar".
El modelo de desarrollo actual incluye varios procesos muy costosos, que incluyen pruebas en animales e investigación clínica. Los estudios en animales son muy costosos y no siempre reflejan con precisión el efecto del medicamento o la vacuna en el cuerpo humano. Con respecto a los estudios clínicos, son aún más caros, y la gran mayoría de las pruebas fallan.
"Aún más difícil es el trabajo para el Ministerio de Defensa, ya que muchas de las medidas de protección médica que necesita están diseñadas para combatir los agentes biológicos y químicos", agregó. "No se puede tomar un grupo de personas y probarlas con ántrax o ébola".
La tecnología Organs on a Chip está revolucionando el desarrollo de drogas para la comunidad militar y la sociedad civil. El proyecto, liderado por equipos de la Universidad de Harvard y el Instituto de Tecnología de Massachusetts, está llegando a su fin.
Chip para el desarrollo ligero del Instituto Wiss.
Ringizen también destacó el programa Elect-Rx (Prescripciones Eléctricas - Recetas Eléctricas), destinado a desarrollar tecnologías que podrían estimular artificialmente el sistema nervioso periférico, utilizando su capacidad de auto curarse rápida y efectivamente.
"Esto mejorará el sistema inmunológico, le dará al cuerpo una mayor resistencia a las infecciones o enfermedades inflamatorias", explicó Ringizen.
Hepburn cree que en el futuro, la medicina militar podrá "predecir mucho mejor la enfermedad en las primeras etapas, y solo queda tomar las medidas adecuadas en una institución especializada".
“Todo es como con el mantenimiento preventivo de tu coche. Un sensor en él señala, por ejemplo, que el motor puede romperse o que necesita llenar el aceite. Queremos hacer lo mismo con el cuerpo humano ".
En el cuerpo, estos sensores se pueden combinar con otras tecnologías, que iniciarán automáticamente la acción necesaria, por ejemplo, monitorear los niveles de glucosa en un paciente con diabetes. "Todavía no lo hemos logrado, pero en los años 10, se convertirá en una realidad común".
La medicina militar, especialmente con un énfasis en los métodos de tratamiento y las medidas preventivas, puede traer beneficios reales en otras áreas. Está claro que la prioridad es proteger al personal de las infecciones, pero prevenir esos brotes en una escala mayor, como las pandemias de combate, también tiene un impacto directo en el nivel de seguridad. Como resultado, la medicina militar debe satisfacer las necesidades no solo de un soldado individual, no solo de las Fuerzas Armadas, sino también de la sociedad en general.
Materiales utilizados:
www.darpa.mil
wyss.harvard.edu
web.mit.edu
www.genengnews.com
www.wikipedia.org
en.wikipedia.org
La mayor parte del trabajo de DARPA en el campo de la medicina militar se lleva a cabo con la participación del componente más nuevo en su estructura general: la Oficina de Tecnologías Biológicas, Oficina de Tecnologías Biológicas (OMC). Como señaló su director Brad Ringizen, "nuestra oficina está trabajando en una amplia gama de tareas que se pueden agrupar en tres categorías principales". Primero, es la neurobiología, por ejemplo, el uso de señales cerebrales para la operación de prótesis de extremidades. La segunda dirección es la ingeniería genética o la biología sintética. La tercera área de investigación se centra en las tecnologías que pueden superar las enfermedades infecciosas, y esta es un área de investigación prioritaria de DARPA.
Según el coronel Mat Hepburn, director de varios programas en la OMC, hay una serie de razones que ponen de relieve la lucha contra las enfermedades infecciosas. Por ejemplo, el ejército estadounidense o sus aliados pueden ser desplegados para ayudar a una región o país afectado por una pandemia específica, como el ébola. "Somos una fuerza militar desplegada globalmente y vamos a enviar a nuestra gente a las áreas que necesitamos para proteger contra enfermedades".
Desarrollo del sistema microfisiológico Instituto de Ingeniería Biológica Wiss
El desarrollo de tecnologías y tratamientos que prevengan los brotes infecciosos también puede aumentar la seguridad nacional. Por ejemplo, los tratamientos desarrollados para el personal militar se pueden usar para prevenir o tratar pandemias importantes entre la población civil. Sin embargo, todo esto también es cierto en los niveles inferiores, hasta un solo individuo.
"Un ejemplo simple pero extremadamente ilustrativo es la gripe en el barco", explicó Hepburn. "El personal infectado es menos eficiente y esto puede afectar el rendimiento de toda la tarea". Como otro ejemplo, Hepburn citó el peligro de que un miembro de un grupo se infecte con malaria o dengue, "lo cual es bastante común en los lugares donde trabajamos. Esto, por supuesto, puede destruir toda la misión si no piensa en la evacuación médica y las precauciones para esta persona ".
Como señaló Hepburn, hay dos categorías amplias cuando se trata de tratar enfermedades infecciosas. Primero, es un diagnóstico: averiguar si una persona está enferma o no. En segundo lugar, qué hacer si alguien está enfermo, es decir, el desarrollo de un curso de tratamiento o contramedidas, como una vacuna.
Sin embargo, el enfoque principal de DARPA todavía es predecir si una persona de apariencia saludable se enfermará. Además, la Oficina quiere saber no solo la probabilidad de que el paciente se enferme, sino que también es contagioso o no. "¿Difundirá el contagio?" ¿Podemos suprimir el brote en una comunidad en particular?
Hepburn también habló sobre el programa Prometheus. De acuerdo con DARPA, su objetivo es buscar "un conjunto de señales biológicas en una persona recién infectada que puede indicar dentro de las horas 24 si esa persona se vuelve infecciosa", lo que permitirá comenzar el tratamiento en una etapa temprana y tomar medidas para prevenir la transmisión de esta enfermedad a otras personas.
Prometheus actualmente se centra en las enfermedades respiratorias agudas, que se han elegido para confirmar el concepto, aunque esta tecnología puede ser aplicable a otras enfermedades infecciosas.
“Supongamos que tenemos personas 10 que han sido infectadas, podríamos analizarlas y decir que estas tres personas serán las más infecciosas y se convertirán en portadoras de la enfermedad. Luego trataremos a estas personas para prevenir la propagación de la infección ", explicó Hepburn.
El proyecto Prometheus tiene como objetivo crear "biomarcadores" que muestren la susceptibilidad de una persona a la enfermedad y su nivel potencial de infecciosidad. "Estos marcadores son difíciles de crear", señaló Hepburn. - Otra dificultad es la eliminación de las indicaciones de estos marcadores en el campo y en los puntos de atención médica. Puede ser necesario desarrollar un dispositivo alimentado por batería que pueda hacer el trabajo ".
"Creo que su uso militar es bastante obvio", continuó Hepburn. - Imagina un cuartel o un barco o un submarino. La capacidad de determinar quién se va a enfermar y detener el brote de la enfermedad en estas condiciones reducidas sería extremadamente útil para nuestros militares ".
En el área de medidas preventivas, DARPA realiza un gran trabajo para prevenir enfermedades. El objetivo principal es el desarrollo de las llamadas soluciones "casi inmediatas" para neutralizar el brote infeccioso, que funcionará mucho más rápido que la vacuna tradicional.
"Si le administro una vacuna, es posible que tome dos o tres dosis en seis meses antes de que alcance el nivel de inmunidad requerido", dijo Hepburn.
En este sentido, DARPA ha comenzado a trabajar en un nuevo programa llamado RH (Pandemic Prevention Platform, una plataforma de prevención de pandemias), cuyo objetivo es desarrollar una solución "casi inmediata" que pueda complementar las vacunas. La vacuna actúa haciendo que el cuerpo produzca anticuerpos, y si circulan en la sangre en cantidades suficientes, la persona está protegida contra una enfermedad infecciosa específica. DARPA tiene la intención de acelerar dramáticamente este proceso a través de la implementación del programa P3.
"¿Qué pasaría si solo pudiéramos dar anticuerpos que combatan la infección o te protejan?" De hecho, si una persona pudiera inyectar los anticuerpos correctos, entonces recibiría protección de inmediato, dijo Hepburn. "El problema es que se necesitan meses y años para obtener la cantidad suficiente de estos anticuerpos en una fábrica". Este es un proceso complejo y costoso ".
En lugar del proceso tradicional, la producción de anticuerpos y su introducción en una vena humana, DARPA está trabajando en la creación de una inyección inyectable, que contiene ADN y ARN para anticuerpos, de modo que el propio cuerpo crea los anticuerpos necesarios. Con la introducción del código genético en el cuerpo "para las horas de 72, ya tendrá suficientes anticuerpos para su protección". Hepburn cree que esto se puede lograr dentro de cuatro años, al final del programa Р3.
Ringizen encabeza otro programa para desarrollar medidas preventivas, “Sistemas microfisiológicos” u “Órganos en un chip”, dentro de los cuales se crearán modelos artificiales de varios sistemas del cuerpo humano en chips de inyección de tinta o chips. Se pueden usar de diferentes maneras, por ejemplo, pruebas de vacunas o la introducción de un patógeno biológico. El objetivo es ambicioso: imitar los procesos del cuerpo humano en el laboratorio.
MIT Body-on-Chip Concept Illustration
"El significado de esto es enorme", agregó Ringingen. "Puede explorar, literalmente, miles de candidatos a fármacos por su eficacia y toxicidad sin los procesos laboriosos y costosos que tiene que atravesar".
El modelo de desarrollo actual incluye varios procesos muy costosos, que incluyen pruebas en animales e investigación clínica. Los estudios en animales son muy costosos y no siempre reflejan con precisión el efecto del medicamento o la vacuna en el cuerpo humano. Con respecto a los estudios clínicos, son aún más caros, y la gran mayoría de las pruebas fallan.
"Aún más difícil es el trabajo para el Ministerio de Defensa, ya que muchas de las medidas de protección médica que necesita están diseñadas para combatir los agentes biológicos y químicos", agregó. "No se puede tomar un grupo de personas y probarlas con ántrax o ébola".
La tecnología Organs on a Chip está revolucionando el desarrollo de drogas para la comunidad militar y la sociedad civil. El proyecto, liderado por equipos de la Universidad de Harvard y el Instituto de Tecnología de Massachusetts, está llegando a su fin.
Chip para el desarrollo ligero del Instituto Wiss.
Ringizen también destacó el programa Elect-Rx (Prescripciones Eléctricas - Recetas Eléctricas), destinado a desarrollar tecnologías que podrían estimular artificialmente el sistema nervioso periférico, utilizando su capacidad de auto curarse rápida y efectivamente.
"Esto mejorará el sistema inmunológico, le dará al cuerpo una mayor resistencia a las infecciones o enfermedades inflamatorias", explicó Ringizen.
Hepburn cree que en el futuro, la medicina militar podrá "predecir mucho mejor la enfermedad en las primeras etapas, y solo queda tomar las medidas adecuadas en una institución especializada".
“Todo es como con el mantenimiento preventivo de tu coche. Un sensor en él señala, por ejemplo, que el motor puede romperse o que necesita llenar el aceite. Queremos hacer lo mismo con el cuerpo humano ".
En el cuerpo, estos sensores se pueden combinar con otras tecnologías, que iniciarán automáticamente la acción necesaria, por ejemplo, monitorear los niveles de glucosa en un paciente con diabetes. "Todavía no lo hemos logrado, pero en los años 10, se convertirá en una realidad común".
La medicina militar, especialmente con un énfasis en los métodos de tratamiento y las medidas preventivas, puede traer beneficios reales en otras áreas. Está claro que la prioridad es proteger al personal de las infecciones, pero prevenir esos brotes en una escala mayor, como las pandemias de combate, también tiene un impacto directo en el nivel de seguridad. Como resultado, la medicina militar debe satisfacer las necesidades no solo de un soldado individual, no solo de las Fuerzas Armadas, sino también de la sociedad en general.
Materiales utilizados:
www.darpa.mil
wyss.harvard.edu
web.mit.edu
www.genengnews.com
www.wikipedia.org
en.wikipedia.org
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