(AGENPARL) – Roma, 13 aprile 2021 –DARPA continua a lavorare a stretto contatto con il Dipartimento della Difesa (DoD), diverse agenzie governative degli Stati Uniti, nonché i suoi partner accademici e industriali, per fornire soluzioni tecniche e scientifiche per affrontare la pandemia COVID-19.

Benvenuti alla sesta puntata della serie web in corso di DARPA che evidenzia i programmi attivi dell’agenzia incentrati sulla diagnosi, l’individuazione, il trattamento, la prevenzione e la produzione di contromisure mediche per combattere COVID-19, tra cui:

Diagnostica e rileva:

La diagnosi è un aspetto critico della prevenzione e della risposta alle pandemie. La ricerca DARPA sta producendo test che offrono una diagnosi precoce, più sensibile e ampiamente distribuibile dei pazienti con infezione da SARS-CoV-2.

DARPA ha avviato i programmi Detect It with Gene Editing Technologies (DIGET) e Epigenetic CHaracterization and Observation (ECHO) incentrati sulla rapida scoperta, convalida e produzione di strumenti diagnostici in grado di rilevare qualsiasi minaccia, sempre e ovunque.

DIGET, che ha recentemente assegnato un contratto a MRI Global , sta procedendo con il suo obiettivo di costruire un dispositivo di rilevamento multiplex per schermare fino a un migliaio di agenti patogeni alla volta, insieme a un dispositivo mobile, point-of-need rivolto a un massimo di 10 agenti patogeni , compreso SARS-CoV-2. Il programma ECHO di DARPA sta sviluppando test diagnostici che misurano la risposta del corpo all’infezione virale piuttosto che testare il virus stesso.

DARPA ECHO ha sostenuto il Corpo dei Marines degli Stati Uniti e il Centro di ricerca medica navale come parte di COVID-19 Health Action Response for Marines (CHARM). Durante lo studio di 2 mesi, DARPA ha fornito risultati diagnostici quasi in tempo reale per oltre 3.500 reclute marine per garantire che l’addestramento a Parris Island potesse continuare per tutto il 2020 e fino al 2021. Questo lavoro ha portato a linee guida aggiornate sulla quarantena del CDC riducendo il necessario periodo di quarantena da 14 a 10 giorni per gli individui risultati positivi per COVID-19, come delineato in una pubblicazione del New England Journal of Medicine del novembre 2020 .

Un secondo studio CHARM è stato pubblicato nel gennaio 2021 sul server di prestampa MedRxiv , dimostrando che la reinfezione da COVID-19 era “comune” tra coloro che avevano il virus. Dei 189 partecipanti che sono risultati positivi agli anticorpi, 19 sono finiti per essere positivi al virus sei settimane dopo, secondo lo studio. Nel marzo 2021, lo studio è stato accettato per la pubblicazione su The Lancet.

Il team si sta ora concentrando sull’espansione della coorte e sul monitoraggio della risposta dell’ospite a lungo termine, oltre a nuove infezioni, nel Corpo dei Marines degli Stati Uniti.

In un’indagine separata del dicembre 2020, gli artisti ECHO della Duke University hanno pubblicato dati sul rimodellamento della cromatina che riflettono la prognosi della gravità della malattia e un team separato a Stanford ha dimostrato un’accuratezza dell’87,5% nella previsione della mortalità in COVID . Questi studi hanno dimostrato il potenziale dell’epigenoma sia di diagnosticare che di prevedere la gravità della malattia nei pazienti con COVID-19 nelle prime fasi asintomatiche dell’infezione.

Oltre ai metodi basati sull’ospite in fase di sviluppo, nell’agosto 2020, gli artisti ECHO hanno ricevuto l’ approvazione EUA per un test diretto della saliva virale, il primo EUA del produttore per la diagnosi di COVID-19 dalla saliva. Il test della saliva è ora in fase di ulteriore sviluppo in collaborazione con il programma NIH RADx .

Amico o nemico

Due sforzi preliminari associati al programma Friend or Foe hanno fatto progressi critici nel rilevamento della SARS-CoV-2.

Uno sforzo preliminare presso l’Università dell’Illinois a Urbana-Champaign (UIUC), incaricato di sviluppare sistemi per rilevare rapidamente i batteri patogeni, si è spostato verso il COVID-19. Sfruttando la progettazione digitale e la prototipazione rapida sui sistemi di produzione di produzione, il team ha dimostrato un saggio e un sistema point-of-care che richiedono solo uno smartphone per raccogliere ed elaborare le immagini diagnostiche. L’esecutore UIUC ha rilevato SARS-CoV-2 da campioni di tamponi nasali in 30 minuti e ha sviluppato cartucce di test che possono scalare rapidamente fino a centinaia di migliaia di test.

I ricercatori della Stanford University stanno sviluppando biosensori in grado di individuare rapidamente un attacco a una membrana cellulare, il primo passo dell’infezione da CoVID-19 (o qualsiasi altra). Il team sta utilizzando la piattaforma per identificare i meccanismi per inibire l’attacco alla membrana CoVID-19; la tecnologia può essere prontamente multiplexata consentendo screening rapidi di farmaci ad alto rendimento.

Trattare e prevenire:

La tecnologia DARPA contribuisce a prevenire future infezioni da COVID-19 attraverso una nuova tecnologia di vaccini e un monitoraggio ambientale più pervasivo dell’aerosol e al trattamento della malattia attraverso nuovi trattamenti con anticorpi, rapida scoperta di farmaci e produzione interna di ingredienti farmaceutici attivi.

ADEPT / P3

Nell’ambito del programma ADEPT nel 2011, DARPA ha iniziato a investire nei vaccini contro gli acidi nucleici. L’ipotesi era che invece di fornire antigeni al sistema immunitario, potremmo fornire geni che codificano l’antigene e consentire al corpo umano di produrre l’antigene dalle proprie cellule, innescando una risposta immunitaria protettiva. Nel dicembre 2020, il vaccino RNA di Moderna, ex performer dell’ADEPT, ha ricevuto l’approvazione della FDA Emergency Use Authorization (EUA) per la prevenzione del COVID-19.

Nel FY2016, DARPA ha avviato il programma Pandemic Prevention Platform (P3) mirato direttamente alla rapida scoperta, test e produzione di trattamenti anticorpali per combattere qualsiasi minaccia di malattia emergente. P3 ha dimostrato in modo convincente come trovare e produrre anticorpi in meno di 90 giorni (rispetto agli anni), utilizzando l’influenza, Zika e MERS come casi di test. Quando l’epidemia di COVID-19 è iniziata all’inizio del 2020, la ricerca P3 si è orientata per affrontare il nuovo coronavirus.

Nel novembre 2020, AbCellera ha annunciato che un anticorpo monoclonale umano (mAb) identificato come parte del programma P3 e in collaborazione con il National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) Vaccine Research Center (VRC), bamlanivimab (LY-CoV555) , aveva ottenuto l’autorizzazione all’uso di emergenza (EUA) dalla Food and Drug Administration (FDA) statunitense per il trattamento di pazienti di età pari o superiore a 12 anni con COVID-19 da lieve a moderato per prevenire il ricovero in ospedale. AbCellera è stata in grado di ottenere un campione di sangue alla fine di febbraio 2020 tramite un panel intergovernativo e ha identificato oltre 1.000 potenziali candidati anticorpali. Il mAb è stato sviluppato in collaborazione con Eli Lilly and Company.

Il 21 gennaio 2021 la società ha annunciato che bamlanivimab ha ridotto il rischio di contrarre il COVID-19 sintomatico tra i residenti e il personale delle strutture di assistenza a lungo termine fino all’80%. Questo è stato seguito da un secondo annuncio sei giorni dopo che l’mAb sarà valutato insieme a VIR-7831, un anticorpo sviluppato da Vir Biotechnology, Inc., e GlaxoSmithKline, come potenziale terapia COVID-19 in pazienti a basso rischio con moderato COVID-19. Nel febbraio 2021, bamlanivimab , somministrato con etesevimab, ha ricevuto anche un’UEA per il trattamento del COVID-19 da lieve a moderato in pazienti di età pari o superiore a 12 anni che sono ad alto rischio di progredire a COVID-19 grave e / o ospedalizzazione.

Un secondo farmaco anticorpale (AZD7442) scoperto dal Vanderbilt University Medical Center e concesso in licenza ad AstraZeneca è in fase avanzata di studi clinici per prevenire la malattia di covid-19 e gli artisti della Duke University mirano a studi clinici quest’anno per il loro potente anticorpo mirato al recettore dominio di legame di SARS-CoV-2 che sarà fornito come costrutto di mRNA.

SIGMA +

Il programma DARPA SIGMA + sta sviluppando sensori in rete per rilevare una varietà di minacce chimiche, biologiche ed esplosive. Alcune di queste ricerche sono state orientate ad affrontare la pandemia COVID-19.

Come parte di questo programma, il Battelle Memorial Institute ha sviluppato una firma univoca per il virus SARS-CoV-2 utilizzando il proprio Resource Effective Bio-Identification System (REBS). La piattaforma REBS è progettata per monitorare l’atmosfera per la presenza di agenti di guerra biologica e altri patogeni utilizzando una tecnica chiamata spettroscopia Raman. Lo sforzo ha lavorato per sviluppare una firma per il virus che causa COVID-19 nell’ultimo anno. Questa firma è attualmente in fase di valutazione in diverse prove che utilizzano il sistema REBS e il più recente sistema REBS + che forniscono una serie di miglioramenti delle prestazioni rispetto ai sistemi REBS originali. Ciò include tempi di campionamento ridotti da 30 minuti a pochi secondi.

Il programma sta anche valutando il potenziale utilizzo della tecnologia indossabile per rilevare COVID-19 e altre malattie infettive. Lo sforzo, guidato da RTI International e supportato da Garmin® International, Inc., include una serie di studi sulla possibilità che i dispositivi indossabili possano fornire indicazioni di infezione in base alla risposta immunitaria di un individuo. Uno di questi studi seguirà la salute dei marinai della Marina degli Stati Uniti che vivono da vicino a bordo di una nave tramite una nuova “app” per monitorare i dati indossabili di alta qualità. L’app consente la raccolta continua dei dati in aree con accesso limitato o nullo a reti Wi-Fi o cellulari.

Oltre a SIGMA +, la nuova SenSARS Disruptioneering Opportunity cerca di sviluppare sensori patogeni respiratori ad alte prestazioni per SARS-CoV-2 e oltre, mirando all’uso in uffici, aule ed edifici. Lo sforzo esaminerà nuove firme ad alta sensibilità e alta specificità per SARS-CoV-2 e utilizzerà quelle firme per produrre prototipi di sensori di livello 4 di prontezza tecnologica.

Panacea

I farmaci precedentemente approvati dalla FDA sono una seconda opzione che potrebbe essere immediatamente riproposta come trattamenti efficaci. DARPA ha sviluppato diversi metodi di screening per identificare rapidamente i migliori farmaci precedentemente approvati, inclusi test rapidi su sistemi organici su chip umani, identificazione di farmaci che prendono di mira le interazioni SARS-CoV-2 con le cellule umane piuttosto che prendere di mira il virus stesso e il uso di metodi di intelligenza artificiale e apprendimento automatico per progettare e valutare i farmaci.

Il programma DARPA Panacea ha generato e pubblicato la prima mappa interattomica umana: la proteina SARS-CoV-2 sulla rivista Nature , che descrive come le proteine ??SARS-CoV-2 interagiscono con le cellule umane. Sviluppato da artisti presso artisti presso il Quantitative Bioscience Institute (QBI) dell’UCSF e la Icahn School of Medicine a Mt. Sinai (ISMMS), questa mappa è stata utilizzata in tutto il mondo nella lotta contro COVID-19. Il farmaco zotatifina, un inibitore della sintesi proteica identificato dagli esecutori di Panacea con la loro mappa interattiva, sta entrando in uno studio clinico di Fase 1 nel Q1FY21 con il supporto degli investimenti della Defense Health Agency .

Nel gennaio 2021, questi artisti hanno pubblicato risultati su Science che dimostrano che la plitidepsina, un composto originariamente scoperto negli schizzi del Mar Mediterraneo, attualmente utilizzato come terapeutico per il trattamento del mieloma multiplo, è 27,5 volte più potente contro SARS-CoV-2 rispetto a remdesivir in vitro. Remdesivir ha ricevuto l’autorizzazione per l’ uso di emergenza della FDA nel 2020 per il trattamento di COVID-19.

INTERCETTARE

I ricercatori del Los Alamos National Laboratory (LANL), supportati dal programma INTERCEPT della DARPA, stanno modellando la diffusione di COVID-19 di persona e basata sulla popolazione combinando dati clinici e modelli matematici per fornire una comprensione quantitativa dell’infezione SARS-CoV-2 processo all’interno di individui infetti e derivare principi per trattamenti terapeutici allo scopo di limitare la diffusione, ridurre la gravità della malattia e ridurre al minimo il rischio di resistenza. In un manoscritto pubblicato su Clinical Pharmacology & Therapeutics, i ricercatori esaminano la letteratura corrente sull’utilizzo di modelli all’interno dell’ospite per comprendere le dinamiche di infezione da SARS-CoV-2 e la loro relazione con l’infettività, le risposte immunitarie e la gravità della malattia. Questo lavoro fornisce una sintesi aggiornata di ciò che è noto sulle dinamiche virali quantitative di SARS-CoV-2 e la loro implicazione per interventi sia non farmaceutici che farmaceutici, come terapie e vaccini.

Un altro esecutore di INTERCEPT, Autonomous Therapeutics, Inc (ATI), sta sviluppando terapie per fornire protezione contro qualsiasi coronavirus, dai nuovi ceppi mutazionali di COVID-19 alla prossima minaccia (imprevedibile). Conosciuti come particelle interferenti terapeutiche (TIP), questi antivirali ad ampio spettro possono essere sviluppati e accumulati prima che la prossima minaccia emerga o sia addirittura nota. Lo sviluppo di TIP è supportato dallo sforzo INTERCEPT, con un supporto aggiuntivo per la transizione clinica da parte dei principali investitori privati ??e una partnership con BARDA e Johnson e Johnson nota come Blue Knight .

ATI sta inoltre sviluppando tecnologie di piattaforma non invasive per consentire la distribuzione a casa e auto-somministrata di antivirali codificati geneticamente di prossima generazione. La tecnologia supererebbe una barriera importante alla distribuzione dei principali approcci di vaccini e anticorpi monoclonali, che richiedono la somministrazione intramuscolare (IM) o endovenosa (IV) in contesti clinici centralizzati.

PREPARARE

Il 3 febbraio 2021 un team di artisti PREPARE presso Georgia Tech e colleghi hanno pubblicato un documento su Nature evidenziando un nuovo trattamento con mRNA come potenziale terapeutico contro il virus dell’influenza A e SARS-COV-2 utilizzando i costrutti Cas13a sviluppati come parte del programma.

Produzione:

La pandemia COVID-19 ha evidenziato le vulnerabilità nella catena di fornitura farmaceutica statunitense. Il lavoro svolto nell’ambito del programma Make-It di DARPA promuove lo sviluppo e la commercializzazione della tecnologia che affronta direttamente queste vulnerabilità per consentire una capacità end-to-end, distribuibile e scalabile per la produzione di medicinali realizzati con materiali di base prontamente disponibili che possono essere acquistati all’interno gli Stati Uniti

Gli artisti AMD stanno collaborando con il Walter Reed Army Institute of Research (WRAIR) per applicare le tecniche di intelligenza artificiale (AI) per accelerare la scoperta di farmaci per combattere SARS-CoV-2. Nell’ambito di questo programma, il NIH National Center for Advancing Translational Sciences (NCATS) e WRAIR forniscono competenze di chimica medicinale a MIT e SRI e conducono anche test in vitro delle previsioni AI per convalidare e informare i modelli.

I ricercatori del MIT stanno concentrando gli sforzi sullo sviluppo di nuovi algoritmi di intelligenza artificiale che affrontano specificamente il problema della scarsità di dati inerente allo studio di un nuovo virus e stanno cercando di applicare tali tecniche per identificare terapie di combinazione sinergiche in futuro. Recentemente hanno pubblicato post sul blog sui risultati del loro modello addestrato per prevedere l’attività antivirale contro COVID-19 e gli sforzi verso lo sviluppo di strumenti di apprendimento automatico per aiutare a identificare le molecole con effetti terapeutici contro la malattia.

Gli artisti AMD di SRI International stanno sviluppando strumenti di intelligenza artificiale che incorporano la conoscenza esperta dei chimici, oltre a quella appresa attraverso i dati, per scoprire analoghi di terapie esistenti con potenza contro SARS-CoV-2. Hanno anche recentemente pubblicato dati sull’uso di modelli di apprendimento automatico per identificare gli inibitori del virus.

Fallo

Sotto Make-It, la produzione di Active Pharmaceutical Ingredient (API) è stata ulteriormente automatizzata e ampliata per consentire la produzione flessibile e scalabile di un’ampia gamma di API. Gli sforzi attuali si concentrano sull’affrontare i requisiti di approvazione normativa e sull’espansione della capacità di consentire la produzione di farmaci e precursori critici necessari per il trattamento dei pazienti COVID-19 in terapia intensiva.

Gli artisti del Make-It stanno costruendo una suite di capacità di produzione flessibili per una produzione scalabile e resiliente di farmaci importanti:

• L’attenzione di On Demand Pharmaceuticals (ODP) si concentra sulla produzione di reagenti chimici fini e ingredienti farmaceutici attivi (API) e la loro tecnologia si basa su dispositivi di produzione chimica di piccole dimensioni che sono stati sviluppati nei programmi Battlefield Medicine e Make-It della DARPA. Il loro impegno è finanziato congiuntamente da DARPA e HHS ai sensi del CARES Act, e l’azienda ha ricevuto la visita del Commissario della FDA, il dott. Stephen Hahn, e del vicedirettore della DARPA, il dott. Peter Highnam, il 3 dicembre.
• SRI International sta sviluppando un approccio che consente il semplice ridimensionamento della produzione farmaceutica basata sul flusso dal banco alla scala di produzione in un unico passaggio.
• La Virginia Commonwealth University sta costruendo strumenti per analizzare e ottimizzare la produzione chimica con sede negli Stati Uniti per consentire una rapida riallocazione dei flussi di processo esistenti on-shore alle API critiche in un momento di necessità.