Революция във военната медицина: САЩ секвенират ДНК в пустиня, Арктика и море

Военноморската изследователска лаборатория на САЩ разработи преносимата система за секвениране на ДНК/РНК FFBS, способна да идентифицира биологични заплахи за по-малко от 30 минути в отдалечени военни бази.

Програмата F-FAST премина към Изпълнителната програма за способности за CBRN отбрана като официална програма FFBS за постепенно внедряване при крайните потребители от Военноморските сили, Армията и Националната гвардия на САЩ, пише Defence.

Някъде по време на учение в пустинята или в полеви лагер в Арктика микробиолог или санитар от Военноморските сили на САЩ вече може да извади преносим ДНК секвенатор, да анализира проба и да идентифицира вредни патогени за по-малко от 30 минути, като предостави данни, които могат да помогнат за откриването на неизвестни или потенциално генетично модифицирани биологични заплахи.

Изследователската лаборатория на ВМС на САЩ, в партньорство с Агенцията за намаляване на заплахите за отбраната и изследователските команди на Армията и ВМС, успешно разработи и внедри преносима система за биологично откриване, способна да прави нещо, което преди изискваше напълно оборудвана лаборатория: секвениране на генетичен материал от потенциални биологични заплахи на място, на предния фронт на операциите, с резултати, достатъчно бързи, за да информират командира за незабавни решения.

Системата се нарича FFBS, съкращение от Far-Forward Biological Sequencing (секвениране на биологичен материал на предната линия), и е резултат от десетгодишна изследователска програма, наречена F-FAST, или Far-Forward Advanced Sequencing Technology (усъвършенствана технология за секвениране на предната линия). Секвенирането на ДНК и РНК, процесът на четене на генетичния код на микроорганизъм, за да се идентифицира точно какво представлява той, е стандартна лабораторна процедура в медицината и научните изследвания от десетилетия, но необходимото оборудване традиционно е било голямо, скъпо, чувствително към условията на околната среда и се е управлявало от обучени лабораторни учени. Основното предизвикателство на програмата F-FAST беше да събере всичко това в нещо, което медицински сътрудник от Военноморските сили без познания по молекулярна биология би могъл да управлява в пустинята, на кораб или по време на полеви учения в Арктика и да се довери на резултатите достатъчно, за да действа въз основа на тях.

Д-р Питър Матич, заместник-директор по научните изследвания в Военноморската изследователска лаборатория, описа какво прави секвенирането фундаментално различно от бързите диагностични тестове, с които военните медици разполагат в момента.

Ако не е в списъка – нов биологичен агент, генетично модифициран вариант или нещо напълно неочаквано – тестът дава отрицателен резултат и не предоставя полезна информация.

Секвенаторът чете действителния генетичен материал в пробата и го сравнява с известни бази данни, което означава, че може да идентифицира организми, за които тестът не е проектиран, да потвърди, че положителен резултат от теста отразява конкретния щам или вариант, който твърди, че открива, и да сигнализира за генетични модификации, които могат да сочат за генетично създадена заплаха.

Лейтенант-командир Часлин Уотърс, бивш член на екипа на мобилната лаборатория на Дирекцията за изследвания в областта на биологичната отбрана към Командването за военномедицински изследвания, описа възможностите на теста в контекста на неговото оперативно приложение.

Процесът на разработване на F-FAST беше изграден около тестове на терен от самото начало, като оборудването беше тествано по време на реални военни учения в коренно различни среди, за да се разбере какво се поврежда, какво обърква операторите и какво трябва да се промени, преди системата да може да бъде поверена в ръцете на хора, чиято основна работа не е лабораторна наука. Учените от NRL участваха в учения, включително "Desert Ice", "Bronze Ram", „Arctic Edge“, военноморското учение „Rim of the Pacific“, известно като RIMPAC, и няколко други в среди, вариращи от пустинна жега до арктически студ. Гари Вора, главен изследовател на NRL за F-FAST, описа какво разкриха тези полеви тестове. 

Структурата за сътрудничество, която създаде системата, включваше Дирекцията за изследвания в областта на биологичната отбрана към Командването за военномедицински изследвания, Центъра за химически и биологични изследвания към Командването за развитие на бойните способности на американската армия и Института за медицински изследвания на инфекциозни болести към американската армия, наред с други. Това партньорство между армията и флота гарантира, че крайната система отговаря на сценарии за откриване на биологични заплахи в целия спектър от сухопътни и морски операции, вместо да бъде оптимизирана за специфичната среда на една от службите.

След като F-FAST вече официално премина към Изпълнителната програма за способности за химическа, биологична, радиологична и ядрена отбрана като официална програма FFBS, технологията премина от изследователски проект към постепенно внедряване сред крайните потребители в Министерството на отбраната. Екипите за гражданска подкрепа при оръжия за масово унищожение на Бюрото на Националната гвардия, специализирани единици, разгърнати по време на биологични извънредни ситуации в страната, наскоро получиха успешно решение „Milestone B“ за собствения си капацитет за секвениране в рамките на свързана програма, наречена Система за идентификация чрез нецелево секвениране (NSIS), което отвори пътя за по-широко внедряване в силите на Националната гвардия. Обучението за микробиолози от Военноморските сили и за разгръщаеми на предната линия единици за превантивна медицина вече е в ход, като NRL поддържа паралелна програма за подготовка на офицери по микробиология и санитари от Военноморските сили за работа с технологията, която получават.