La Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) es una agencia de investigación y desarrollo del Departamento de Defensa de los Estados Unidos responsable del desarrollo de tecnologías emergentes para uso militar. Conocida originalmente como la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada (ARPA), la agencia fue creada el 7 de febrero de 1958 por el presidente Dwight D. Eisenhower en respuesta al lanzamiento soviético del Sputnik 1 en 1957. Mediante la colaboración con socios académicos, industriales y gubernamentales, DARPA formula y ejecuta proyectos de investigación y desarrollo, a menudo más allá de los requisitos militares estadounidenses inmediatos.
La agencia, denominada en su origen simplemente como ARPA, cambió su denominación en 1972, conociéndose en lo sucesivo como DARPA, por sus siglas en inglés. DARPA fue responsable de dar fondos para desarrollar muchas tecnologías que han tenido un gran impacto en el mundo: satélites, robots, redes de ordenadores (empezando con ARPANET, que después se desarrolló como Internet), la mal llamada vacuna COVID-19 de Moderna, así como NLS, el cual fue tanto un sistema de hipertexto como un precursor de la interfaz gráfica de usuario contemporánea.
DARPA colabora en estrecha colaboración con el Departamento de Defensa (DoD), varias agencias gubernamentales de EE. UU., así como con sus socios académicos y de la industria, para abordar la investigación de la COVID-19.
DARPA comenzó los programas Detect It with Gene Editing Technologies (DIGET) y Epigenetic Characterization and Observation (ECHO) centrados en el rápido descubrimiento, validación y fabricación de diagnósticos que detectan cualquier amenaza, en cualquier momento y en cualquier lugar.
DIGET, que recientemente adjudicó un contrato a MRI Global , está avanzando con su objetivo de construir un dispositivo de detección multiplexado para detectar hasta mil patógenos a la vez, junto con un dispositivo móvil de punto de necesidad que se enfoca en hasta 10 patógenos, incluido el SARS-CoV-2. El programa ECHO de DARPA está desarrollando pruebas de diagnóstico que miden la respuesta del cuerpo a la infección viral en lugar de probar el virus en sí.
La tecnología DARPA busca obtener una tecnología de “vacuna novedosa” y un monitoreo ambiental de aerosoles más generalizado, y al tratamiento de la Covid a través de nuevos tratamientos con anticuerpos, descubrimiento rápido de fármacos y fabricación nacional de ingredientes farmacéuticos activos.
PROGRAMA ADEPTO/P3
Como parte del programa ADEPT en 2011, DARPA comenzó a invertir en tratamientos génicos de ácido nucleico. La hipótesis era que, en lugar de administrar antígenos al sistema inmunitario, se podría administrar genes que codificaran el antígeno y permitir que el cuerpo humano produjera el antígeno a partir de sus propias células, desencadenando una respuesta inmunitaria protectora. En diciembre de 2020, el suero génico denominado vacuna de ARN del ex desarrollador de ADEPT Moderna recibió la aprobación de la Autorización de uso de emergencia (EUA) de la FDA como tratamiento experimental contra la COVID-19.
Las inversiones de DARPA en este espacio llevaron directamente, con la firma de biotecnología Moderna como colaborador contratada en el programa, a un primer ensayo humano clínico con tratamiento génico de ARN en 2019. En una fase más aplicada de la tecnología desarrollo, Moderna realizó estudios preclínicos en primates con un ARN codificado anticuerpo contra ChikV. Moderna posteriormente llevó a cabo una fase I clínica de ensayo con 22 voluntarios sanos utilizando un anticuerpo ChikV codificado por ARNm.
Además de Moderna, varias otras empresas, incluyendo AstraZeneca e Inovio, han realizado importantes inversiones en este campo biomédico. Las inversiones de DARPA también estimularon a la empresa de biotecnología RenBio para trabajar en la optimización de la entrega de MCM basados en genes para una mayor eficacia y tolerancia.
En el año 2016, DARPA inició el programa Plataforma de Prevención de Pandemias (P3) dirigido directamente al rápido descubrimiento, prueba y fabricación de tratamientos con anticuerpos aplicables a amenazas biológicas. P3 busca encontrar y fabricar anticuerpos en menos de 90 días (frente a años), usando influenza, Zika y MERS como casos de prueba. Cuando la COVID-19 se declaró a principios de 2020, la investigación de P3 giró para abordar el nuevo supuesto coronavirus.
En noviembre de 2020, AbCellera anunció que se identificó un anticuerpo monoclonal humano (mAb) como parte del programa P3 y en conjunto con el Centro de Investigación de Vacunas (VRC) del Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas (NIAID), bamlanivimab (LY-CoV555) , recibió una autorización de uso de emergencia (EUA) de la Administración de Drogas y Alimentos de los EE. UU. (FDA) para el tratamiento de pacientes de 12 años de edad y mayores con COVID-19. AbCellera pudo obtener una muestra de sangre a fines de febrero de 2020 a través de un panel intergubernamental e identificó más de 1,000 posibles candidatos a anticuerpos. El mAb se está desarrollando en colaboración con Eli Lilly and Company.
El 21 de enero de 2021, la empresa anunció de que el mAb se evaluará junto con VIR-7831, un anticuerpo desarrollado por Vir Biotechnology, Inc. y GlaxoSmithKline, como una posible terapia para la COVID-19 en pacientes de bajo riesgo con COVID-19 moderado. En febrero de 2021, bamlanivimab , administrado con etesevimab, también recibió una EUA para el tratamiento de COVID-19 de leve a moderado en pacientes de 12 años o más que tienen un alto riesgo de progresar a COVID-19 grave y/u hospitalización.
Un segundo fármaco de anticuerpos (AZD7442) descubierto por el Centro Médico de la Universidad de Vanderbilt y con licencia para AstraZeneca se encuentra en estudios clínicos de etapa avanzada como medicamento contra la covid-19.
PROGRAMA SIGMA+
El programa DARPA SIGMA+ está desarrollando sensores en red para detectar una variedad de amenazas químicas, biológicas y explosivas. Parte de esta investigación se ha inclinado a abordar la COVID-19.
Como parte de este programa, Battelle Memorial Institute desarrolló una firma única para el virus SARS-CoV-2 utilizando su Sistema de bioidentificación efectivo de recursos (REBS). La plataforma REBS está diseñada para monitorear la atmósfera en busca de agentes de guerra biológica y otros patógenos utilizando una técnica llamada espectroscopia Raman. El esfuerzo funcionó para desarrollar una fórmula aplicable a la COVID-19 durante el último año. Esta fórmula se está evaluando actualmente en varios ensayos que utilizan el sistema REBS y el sistema REBS+ más reciente que proporciona una gama de mejoras de rendimiento en comparación con los sistemas REBS originales. Esto incluye tiempos de muestreo reducidos de 30 minutos a solo segundos.
El programa también está evaluando el uso potencial de tecnología portátil para detectar COVID-19 y otras infecciones. El esfuerzo, dirigido por RTI International y respaldado por Garmin® International, Inc., incluye una serie de estudios sobre si los dispositivos portátiles pueden proporcionar indicaciones de infección en función de la respuesta inmunitaria de un individuo. Uno de estos estudios hará un seguimiento de la salud de los marineros de la Marina de los EE. UU. que viven en espacios cerrados a bordo de un barco a través de una nueva “aplicación” para monitorear datos portátiles de alta calidad. La aplicación permite la recopilación continua de datos en áreas con acceso limitado o nulo a Wi-Fi o redes celulares.
Además de SIGMA+, la nueva Oportunidad disruptiva de SenSARS busca desarrollar sensores de patógenos respiratorios de alto rendimiento para el SARS-CoV-2 y más allá, destinados al uso en oficinas, aulas y edificios. El esfuerzo examinará nuevas firmas de alta sensibilidad y alta especificidad para el SARS-CoV-2, y utilizará esas firmas para producir prototipos de sensores de nivel 4 de preparación tecnológica.
PROGRAMA PANACEA
DARPA desarrolló varios métodos de detección para identificar rápidamente medicamentos previamente aprobados, incluidas pruebas rápidas en sistemas de órganos humanos en un chip, identificación de medicamentos que se dirigen a las interacciones del SARS-CoV-2 con las células humanas en lugar de al virus en sí, y el uso de IA y métodos de aprendizaje automático para diseñar y evaluar medicamentos.
El programa DARPA Panacea generó y publicó el primer mapa de interactoma de proteína SARS-CoV-2 humano en la revista Nature , que describe cómo las proteínas SARS-CoV-2 interactúan con las células humanas. Desarrollado por investigadores del Quantitative Bioscience Institute (QBI) de la UCSF y la Icahn School of Medicine at Mt. Sinai (ISMMS), este mapa se ha utilizado en todo el mundo en el desarrollo de terapias aplicables al COVID-19. El fármaco zotatifina, un inhibidor de la síntesis de proteínas identificado por los investigadores de Panacea con su mapa de interactoma, está entrando en un ensayo clínico de Fase 1 en Q1FY21 con el apoyo de inversión de la Agencia de Salud de Defensa
En enero de 2021, estos investigadores publicaron hallazgos en Science que para la aplicación de la plitidepsina, un compuesto descubierto originalmente en las ascidias del Mediterráneo, que actualmente se usa como agente terapéutico para el tratamiento del mieloma múltiple, puede ser aplicable contra el SARS-CoV-2.
PROGRAMA INTERCEPT
Los investigadores del Laboratorio Nacional de Los Álamos (LANL), con el apoyo del programa INTERCEPT de DARPA, están modelando la propagación de COVID-19 en personas y en la población mediante la combinación de datos clínicos y modelos matemáticos. En un manuscrito publicado en Clinical Pharmacology & Therapeutics , los investigadores revisan la literatura actual sobre el uso de modelos dentro del huésped para comprender la dinámica de la infección por SARS-CoV-2 y su relación con la infecciosidad, las respuestas inmunitarias y la gravedad de la enfermedad. Este trabajo proporciona una síntesis actualizada de lo que se sabe sobre la dinámica viral cuantitativa del SARS-CoV-2 y su implicación en las intervenciones farmacéuticas y no farmacéuticas, como las terapias y las mal denominas vacunas de ARN.
Otro actor de INTERCEPT, Autonomous Therapeutics, Inc (ATI), está desarrollando terapias contra cualquier coronavirus, desde nuevas cepas mutacionales de COVID-19 hasta la próxima amenaza (impredecible). Conocidos como partículas de interferencia terapéuticas (TIP), estos antivirales de amplio espectro se pueden desarrollar y almacenar antes de que surja la próxima amenaza o incluso se conozca. El desarrollo de TIP cuenta con el respaldo del esfuerzo INTERCEPT, con respaldo adicional para la transición clínica de los principales inversores privados y una asociación con BARDA y Johnson and Johnson conocida como Blue Knight .
ATI también está desarrollando tecnologías de plataforma no invasivas para permitir la distribución autoadministrada en el hogar de antivirales codificados genéticamente de próxima generación. La tecnología superaría una barrera importante para la distribución de vacunas líderes y enfoques de anticuerpos monoclonales, que requieren administración intramuscular (IM) o intravenosa (IV) en entornos clínicos centralizados.
PROGRAMA PREPARE
El 3 de febrero de 2021, un equipo de ejecución de PREPARE en Georgia Tech y sus colegas publicaron un artículo en Nature que destaca un nuevo tratamiento de ARNm como potencial terapéutico contra el virus de la influenza A y el SARS-COV-2 utilizando construcciones Cas13a que desarrollaron como parte del programa.
En el marco del programa Make-It, DARPA fomenta el desarrollo y la comercialización de tecnología que aborda directamente aumentar la capacidad de suministro para la producción de medicamentos fabricados a partir de materiales básicos fácilmente disponibles que se pueden obtener dentro de los Estados Unidos
AMD están colaborando con el Instituto de Investigación del Ejército Walter Reed (WRAIR) para aplicar técnicas de inteligencia artificial (IA) para acelerar el descubrimiento de medicamentos para combatir el SARS-CoV-2. Bajo este programa, el Centro Nacional NIH para el Avance de las Ciencias Traslacionales (NCATS) y WRAIR brindan experiencia en química médica al MIT y SRI, y también realizan pruebas in vitro de las predicciones de IA para validar e informar los modelos.
Los investigadores del MIT están concentrando sus esfuerzos en el desarrollo de nuevos algoritmos de IA que aborden específicamente el problema de la escasez de datos inherente al estudio de un nuevo virus, y buscan aplicar dichas técnicas para identificar terapias combinadas sinérgicas en el futuro. Recientemente publicaron publicaciones de blog sobre los resultados de su modelo entrenado para predecir la actividad antiviral contra COVID-19 y los esfuerzos para desarrollar herramientas de aprendizaje automático para ayudar a identificar moléculas con efectos terapéuticos contra la enfermedad.
Los trabajadores de AMD en SRI International están desarrollando herramientas de IA que incorporan el conocimiento experto de los químicos, además del aprendido a través de los datos, para descubrir análogos de terapias existentes con potencia contra el SARS-CoV-2. También han publicado recientemente datos sobre el uso de modelos de aprendizaje automático para identificar inhibidores del virus.
PROGRAMA MAKE- IT
Con Make-It, la producción de ingredientes farmacéuticos activos (API) se automatizó y amplió aún más para permitir la fabricación flexible y escalable de una amplia gama de API. Los esfuerzos actuales se centran en abordar los requisitos de aprobación regulatoria y ampliar la capacidad para permitir la producción de medicamentos críticos y precursores necesarios contra la COVID-19.
- El enfoque de On Demand Pharmaceuticals (ODP) está en la producción de reactivos químicos finos e ingredientes farmacéuticos activos (API), y su tecnología se basa en dispositivos de fabricación de productos químicos de pequeña huella que se desarrollaron en los programas Battlefield Medicine y Make-It de DARPA. Su esfuerzo está financiado conjuntamente por DARPA y HHS en virtud de la Ley CARES, y la empresa disfrutó de la visita del comisionado de la FDA, el Dr. Stephen Hahn, así como del subdirector de DARPA, el Dr. Peter Highnam, el 3 de diciembre.
- SRI International está desarrollando un enfoque que permite escalar de forma sencilla la producción farmacéutica basada en el flujo desde el banco de pruebas hasta la escala de producción en un solo paso.
- Virginia Commonwealth University está creando herramientas para analizar y optimizar la fabricación de productos químicos en los EE. UU. para permitir una rápida reasignación de flujos de procesos existentes en tierra a API críticos en un momento de necesidad.