Könnte eine Verlangsamung der biologischen Zeit dazu beitragen, Soldatenleben in der Zukunft zu retten? DARPA ist davon überzeugt, und sie haben gerade mit ihrer Erforschung der Frage begonnen. Biostase Programm.
Battlefield-Mediziner sind sich nur allzu bewusst, dass sie ein kurzes Zeitfenster haben, um Battlefield-Verletzungen zu behandeln, bevor sie tödlich oder behindernd werden - insbesondere unter Beschuss.
DARPA hat begonnen, eine mögliche Lösung zu untersuchen. Sie glauben, dass es möglich sein sollte, die sogenannte zu erweitern Goldene Stunde durch Verlangsamen der biologischen Uhr des verwundeten Soldaten.
Das neue Biostase Das Forschungsprogramm hofft, die Zellaktivität mithilfe von Biochemikalien einzufrieren, die die Prozesse der Zelle auf Proteinebene steuern.
wie ihre Website heißt es: "Biostase zielt darauf ab, den Tod nach einer traumatischen Verletzung zu verhindern, indem biochemische Reaktionen in Zellen verlangsamt werden."
Sie hoffen, dies mit "e" zu tun Verlängerung der goldenen Stunde, nicht durch Verbesserung der Logistik oder der Pflege auf dem Schlachtfeld, sondern durch Verfolgung der Zeit selbst, zumindest wie der Körper damit umgeht. "
In Wahrheit benötigen viele Fälle jedoch sofortige Aufmerksamkeit über Zeiträume von weniger als einer Stunde. Aus diesem Grund haben Militärs auf der ganzen Welt viel investiert, um Opfer so schnell wie möglich vom Feld zu entfernen.
Die Logistik ist schwierig, aber in einer aktiven Kampfzone kann es unmöglich sein, Opfer schnell genug herauszuholen - insbesondere wenn nicht genügend schnelle medizinische Transporte verfügbar sind.
DARPA hat keinen Eindruck davon, dass dies eine leichte Aufgabe sein wird. Sie müssen einen Weg finden, um jede Zelle mehr oder weniger gleichzeitig zu verlangsamen.
Es wird nicht möglich sein, einige Zellen zu verlangsamen und andere nicht. Der Prozess muss auch umgekehrt werden, ohne die Zellen dauerhaft zu schädigen.
Biomimikry ist die aufrichtigste Form der Schmeichelei
DARPA plant, neue Möglichkeiten zu entwickeln, um die für die Behandlung von Opfern erforderliche Zeit zu verlängern. Sie hoffen, dies nicht durch Verbesserung der Wiederherstellungsmethoden oder der Notfallversorgung zu erreichen, sondern indem sie selbst rechtzeitig den Krieg erklären.
Biostasis hofft, mithilfe der Molekularbiologie neue Wege zur Steuerung der Geschwindigkeit zu finden, mit der lebende Systeme arbeiten. Dies würde dazu beitragen, das Zeitfenster für Mediziner zu verlängern, um Opfer zu behandeln, bevor kritische Systeme oder Organe versagen.
"Die Natur ist eine Quelle der Inspiration", sagte Tristan McClure-Begley , der Biostasis-Programmmanager. “Wenn wir herausfinden können, wie andere biologische Systeme am besten gestärkt werden können und es weniger wahrscheinlich ist, dass sie nach einer Beschädigung in eine außer Kontrolle geratene Abwärtsspirale geraten, haben wir die Biologie-Toolbox erheblich erweitert.”
Die Biostase von DARPA ist möglicherweise keine reine Fantasie, da in der Natur Allegorien existieren. Tiere wie Tardigraden und einige Frösche können ihre Zellen unter extremen Bedingungen mithilfe eines Prozesses namens " stabilisieren." Kryptobiose ".
Dies ist ein Zustand, in dem alle Stoffwechselprozesse scheinbar unterbrochen werden, ohne den Organismus abzutöten. Beispielsweise können Holzfrösche überleben, wenn sie tagelang vollständig fest gefroren sind. Tardigraden Gehen Sie noch einen Schritt weiter und können Sie in Umgebungen überleben, die zu einer fast vollständigen Dehydration führen, selbst bei hoher Strahlung.
Waldfrösche und Tardigraden führen diesen erstaunlichen Trick mit verschiedenen molekularen Mechanismen aus. Trotzdem haben sie einen gemeinsamen biochemischen Prozess: Sie können ihre intrazelluläre Maschinerie selektiv stabilisieren.
DARPA kann möglicherweise von Tieren wie diesen lernen, um ähnliche Techniken zu entwickeln, die beim Menschen funktionieren könnten. Dies würde wichtige zusätzliche Zeit für die Behandlung von Wunden bieten, bevor die lebenswichtigen Organe ihres Patienten versagen.
"Auf molekularer Ebene besteht das Leben aus einer Reihe kontinuierlicher biochemischer Reaktionen, und ein charakteristisches Merkmal dieser Reaktionen ist, dass sie überhaupt einen Katalysator benötigen", sagte McClure-Begley.
„Innerhalb einer Zelle kommen diese Katalysatoren in Form von Proteinen und großmolekularen Maschinen vor, die chemische und kinetische Energie in biologische Prozesse umwandeln. Unser Ziel bei Biostasis ist es, diese molekularen Maschinen zu steuern und sie alle dazu zu bringen, ihre Rolle bei etwa zu verlangsamengleiche Geschwindigkeit, damit wir das gesamte System elegant verlangsamen und nachteilige Folgen vermeiden können, wenn der Eingriff rückgängig gemacht wird oder nachlässt. “
Biostase steckt noch in den Kinderschuhen
Das Biostase-Programm von DARPA ist noch sehr jung. Es wird zum Beispiel die Fragen des Antragstellers zum Thema beantworten. 20. März 2018 . Wenn Sie weitere Informationen zur Veranstaltung wünschen, finden Sie diese hier .
DARPA erwartet daher noch nicht zu viel davon. Es wird sich zunächst auf "Benchtop" -Proofs of Concept konzentrieren und soll sich auf reale Anwendungen konzentrieren, um dies zu erreichen. 5. Jahr .
Wenn Biostase jedoch ein Erfolg ist, wird dies ein echter Durchbruch für die gesamte Medizin sein, sowohl auf als auch außerhalb des Schlachtfelds.
Sanitäter wären wahrscheinlich einige der ersten Nutznießer dieser neuen Technologie. Sie würde den dringend benötigten Raum zum Atmen geben, um Patienten in ein Krankenhaus zu bringen, insbesondere an abgelegenen Orten.
Ärzte könnten sich auch mehr auf die vollständige Genesung der Patienten als auf ihr bloßes Überleben konzentrieren. Dies wäre auch für Chirurgen im Operationssaal von unglaublichem Nutzen.
DARPA wird während seiner gesamten Entwicklung mit den Gesundheits- und Aufsichtsbehörden des Bundes zusammenarbeiten, bevor es überhaupt bei Patienten im wirklichen Leben angewendet wird. Dies wird einen praktischen und sicheren Weg für eine mögliche zukünftige medizinische Verwendung beim Menschen gewährleisten.
" Bis zum Ende des fünfjährigen Grundlagenforschungsprogramms hofft DARPA, über mehrere Instrumente zu verfügen, um das Risiko von bleibenden Schäden oder Todesfällen nach akuten Verletzungen oder Infektionen zu verringern ", sagt DARPA .
Die Prinzipien der Biostase könnten, falls sie erfolgreich sind, auch auf andere Technologien angewendet werden. Sie könnten beispielsweise dazu verwendet werden, die Haltbarkeit von Blutprodukten zu verlängern. biologische Reagenzien und Arzneimittel durch Verkürzung der Reaktionszeiten.
Die Geheimnisse des Lebens, die die Biostase enthüllen könnte, können Wege für eine Alternative zum Tod in der Zukunft. Wer weiß, dass es interstellare Reisen mit einer hybernierenden lebenden Besatzung geben könnte, eine eindeutige Möglichkeit, die die Zeit zeigen könnte.
Via : Darpa.Mill