Konec rýsující se hrozby nebo obnovená noční můra? Biologické zbraně v centru biotechnické revoluce (2)

Objevující se obranné technologie

Biotechnická revoluce s sebou ovšem přinesla i řadu nejnovějších technologií, z nichž některé mohou proti hrozbě biologických zbraní představovat potenciálně velkou výhodu.

Americká agentura DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) rozpoznala význam biotechnologie pro obranné účely v polovině 90. let 20. století. V roce 1999 financovala bio-obranné výzkumné projekty více než 40 miliony dolarů. V roce 2002 se tato částka zvýšila už na 150 milionů, a to zejména díky jejímu řediteli Larrymu Lynnovi, který kladl důraz na protiopatření vůči patogenům (Marshall).

V roce 1996 začala DARPA financovat projekt, který se zabýval odstraňováním cizorodých tělísek z krevního řečiště – tedy oblastí, již původně rozvinul dr. Ronald Taylor (viz. obr. vlevo) na Dartmouthské univerzitě. Podle Taylora je za odstraňování látek, které označily kaskádovité bílkoviny kompletu imunitního systému za cizorodé, primárně zodpovědný receptor CR1 nacházející se na povrchu červených krvinek.

Cizí látky se na CR1 navážou a skrze játra jsou vyplaveny z těla. Zmiňovaná technologie je schopná pročistit tělo od jakéhokoliv potenciálního viru za méně než dvě hodiny.

Další ambiciózní výzkumnou snahou, ve které se DARPA finančně angažovala na konci 90. let 20. století, se týkala manipulace s mezenchymáními kmenovými buňkami za účelem detekce biologických hrozeb a adekvátních reakcí na ně. Mezenchymální kmenové buňky tvoří primární zdroj kostí, chrupavek, tuků a svalových tkání. Celkový plán počítá s faktem „naprogramování“ těchto buněk prostřednictvím transplantace několika genů, které jsou poté zavedeny do tkáně příjemce.

Tyto buňky by měly teoreticky identifikovat specifické patogeny a aktivovat určité geny, které by měly spustit léčebnou biologickou odezvu. Tato koncepce obchází problematickou potřebu mnohonásobných zavádění a spoléhá spíše na buňky, které jsou uzpůsobeny k automatickému očkování těla proti patogenům. Hlavní nevýhodou takovýchto metod je ovšem jejich závislost na farmaceutickém průmyslu.

DARPA možná financuje prvotní výzkum a vývoj, ale je nepravděpodobné., že by zafinancovala i nezbytnou transformaci očkovacích prototypů na funkční a dostupné obranné prostředky proti biologickým zbraním.

Podle rozpočtu a výdajů za fiskální rok 2007 DARPA hojně investovala do tří specifických výzkumných oblastí týkajících se odstraňování cizorodých látek z těla.

• - První oblast se týká procesů tvorby bílkovin a je zaměřena na schopnost těla vytvořit si protilátku vůči infekci za dobu kratší než 24 hodin. Projekt spoléhá na matematické výpočty struktury a funkcí určitých prvků vakcíny za účelem samovolné úpravy rozvržení určitých analeptických bílkovin, zejména protilátek.

 

• - Druhá oblast bio-obranného výzkumu zahrnuje rychlé vyhodnocení a výběr protilátky. Taková technologie by musela obsahovat imunní buňky a mikroskopické imunní struktury, časem možná manifestované jako imunitní systém založený na čipech, a schopné rychle prozkoumat potenciální vakcíny – řádově během týdnů namísto roků.

 

• - A poslední věc – tím téměř nejdůležitějším problémem spojeným s obranou proti biologickým zbraním je ten, který se objevuje při samotném útoku. I pokud je totiž vakcína nebo protilátka už známá a dostupná, častokrát nemůže být vyrobena a uskladněna dostatečně rychle na to, aby mohla mít pro zasažené nějaký výraznější význam.

DARPA to ale očividně považuje za překonatelnou překážku, takže značně investuje do svého programu urychlené výroby farmak (Accelerated Manufacturing of Pharmaceuticals) s úmyslem prozkoumat řadu náročných, ale technologicky proveditelných metod výroby až milionů ampulí nového léčiva během 12 týdnů nebo dokonce v době ještě kratší.

Přestože to nijak nesouvisí s iniciativami DARPY, o nichž jsem informován, existuje tu další a velice slibný, ačkoliv poměrně dlouhodobý a nekonvenční způsob přístupu k protilátkám účinkujících na patogeny.

Tento přístup by využíval inhibitorů na rozrušení bílkovinných enzymů, jako například proteáz, které invazím patogenů napomáhají. Například botulotoxin může být účinně neutralizován použitím inhibitorů cílených na zinkovou endopeptidázu – na její lehký řetězec (polypeptidovou podjednotku protilátky). Podobně je možné prostřednictvím inhibitorů detoxikovat i antrax – to když je zaměříte proti zdroji jejich zhoubnosti a smrtících účinků: proti zinkové proteáze.

Široká aplikovatelnost tohoto přístupu je odvislá od skutečnosti, že všechny invaze patogenů závisejí na enzymech.

Patogenní enzymy mohou být potlačeny (inhibitovány), aniž by hrozilo riziko poškození těch, které jsou nezbytné pro běžné fungování organismu, a to zejména díky vysoké specifičnosti charakteristik jednotlivých virových a bakteriálních enzymů. Přestože platnost a správnost tohoto přístupu opakovaně potvrdila klinická užití inhibitorů proteáz při úspěšné léčbě infekcí, je ho v současné době nutné považovat za řešení spíše dlouhodobějšího charakteru. Za současných technologických standardů to totiž trvá přibližně deset let, než se účinný inhibitor proteáz vyrobí.

Tato doba může být nicméně dramaticky zkrácena, když se při procesu objevování léků použijí pokročilé superpočítače.

Jednou z posledních objevivších se technologií, která může být proti nepříteli vybavenému biologickými zbraněmi nedocenitelná, je Femtosecond Adaptive Spectroscopy Techniques for Remote Agent Detection, zkráceně FASTREAD.

Program FASTREAD byl vyvinut pro odhalování biologických činitelů na určitou vzdálenost za použití spojité nelineární optické spektroskopie, dále techniky tvarování laserovými pulsy a adaptivní optiky, ve spojení s dalšími snahami co nejvíce si posvítit na daného konkrétního činitele, například prostřednictvím strategií optimalizace zpětného signálu.

Jelikož je FASTREAD primárně založený na teorii koherence (optických signálech vycházejících z částečně spojitého světla a rádiových zdrojů), využívá k identifikaci specifických biologických činitelů spektrálních a časových informací poskytnutých zpětným rozptylem krátkopulzních laserů.

Je to velice nadějný systém, ale než bude naplno doceněn jeho potenciál, musí ještě překonat některé technologické a vývojové výzvy.

• - Za prvé vyžaduje program podrobné vyhodnocení účinků okolního prostředí na svoji schopnost identifikovat spory antraxu. Tyto faktory zahrnují běžné vlastnosti atmosféry, molekuly o stejné velikosti a molekuly s podobnými fyzikálními a chemickými vlastnostmi.

 

• - Za druhé vyžaduje projekt další technický výzkum zaměřený na rozvoj účinnějších technik pro věrně reprodukující tvarování impulsů schopných dostat přesný tvar pulsu ke zdroji navzdory nepříznivým atmosférickým podmínkám.

 

• - A konečně musí FASTREAD prokázat účinnost poměru zpětně rozptýleného signálu vůči šumu tím, že dojde k modulaci spektrálního obsahu jeho pulsů, časování pulsních sekvencí a intenzity každého impulsu.

Jaderné vs. biologické zbraně

Běžným omylem mezi technology je představa, že lidstvo dosáhlo zenitu svých ničivých schopností vynálezem vodíkové bomby.

Když tyto typy zbraní hromadného ničení porovnáváme, musíme stále myslet na to, že destrukce způsobená jednou jadernou zbraní je z definice omezena fyzikálními zákony, zatímco vysoce infekční zbraň biologická nemá nijak omezený rádius účinkování ani horní hranici možných způsobených ztrát na životech.

Zdálo se, že jednotlivé státy zprvu dodržovaly pravidla Úmluvy o biologických zbraních (Biological Weapons Convention - BWC) z roku 1972, která výrobu biologických zbraní kategoricky zakazovala. Na druhou stranu, pokud šlo o Dohodu o nešíření jaderných zbraní (Nuclear Non-Proliferation Treaty - NPT) z roku 1968, ta už tolik úspěšná nebyla. Tyto postřehy ale mohou být zavádějící; skutečnost je taková, že v praxi jsou obě smlouvy obdobně nefunkční.

Ta o biologických zbraních byla porušena víckrát, než si široká veřejnost umí představit, ale přestože ta druhá bývá porušována méně často, když už se tak stane, je to událost, která je na očích a dostane se hodně i do médií, protože nad jejím dodržováním bdí hlídací pes jménem Mezinárodní agentura pro atomovou energii. Ta dává na pravidla této smlouvy bedlivý pozor, jako svatý rytíř, v jehož pravomoci je oznámit hříšníky na Radu bezpečnosti OSN.

To, že na rozdíl od NPT na dodržování BWC podobná organizace nedohlíží, může být snadným a rozumným vysvětlením nedostatků v kontrolování těchto záležitostí jednotlivými politickými režimy. Dalo by se dokonce zajít až tak daleko, že by člověk řekl, že důkazy hovoří o účinnosti institucionálního dohledu při uplatňování mechanismů zbraňových kontrol, ale k tomuto závěru by bylo příliš troufalé dojít ukvapeně, aniž by člověk vzal v potaz jeden důležitý faktor.

Existuje tu logický důvod, proč je jen málo států, které rozjedou jaderný program, a s NPT to má společného jen velice málo. Pokud tu nejsou nějaké speciální strategické potřeby nebo vliv nacionalismu, pak země jako Uganda, Srí Lanka nebo Chile od výroby jaderných arzenálů upouštějí. Nezískaly by totiž vůbec nic (kromě mezinárodního odsouzení a nechvalné proslulosti) a ztratily velice mnoho – jak politicky tak ekonomicky.

Noví členové klubu jaderných zbraní, jako jsou Pákistán a Indie, dostali sami sebe před bezpečnostní dilema, které osudově vyústilo v oboustranné jaderné vyzbrojení, zatímco Jihoafrická republika se od ostatních zemí geopoliticky izolovala natolik, že výrobou atomové bomby neměla co ztratit.

Noví „členové“ klubu také měli při výrobě nukleárních zbraní technologický náskok v podobě amerického programu „Atoms for Peace“ (Atomy pro mír).

Je nicméně velice nepravděpodobné, že by se mohla k materiálům a expertízám nezbytným pro výrobu jaderné zbraně dostat nějaká skupina na úrovni nižší než stát, zejména když uvážíme, že i kdyby byla podporována zdroji dostupnými celému národu, vývoj jaderné zbraně představuje velice významný a vysoko postaveny politický, finanční a zejména technologický počin.

-konec-