Het U.S. Naval Research Laboratory (NRL) heeft onlangs aangekondigd dat een reeks draagbare detectieapparatuur voor genetisch materiaal voor inzet in de frontlinie is ontwikkeld en geverifieerd. Het kan snel onbekende biologische bedreigingen identificeren – inclusief kunstmatig gemodificeerde biologische wapens – door middel van RNA- en DNA-analyse in minder dan een half uur.
De geschiedenis van de biologische oorlogsvoering gaat terug tot de belegering van Kaffa in 1346, toen het Mongoolse leger besmette lijken de stad in gooide. Sindsdien worden biologische wapens beschouwd als een zeer angstaanjagend aanvalsmiddel. In de daaropvolgende eeuwen hebben mensen achtereenvolgens chemische, nucleaire en radioactieve wapens ontwikkeld. Onder de vele massavernietigingswapens worden biologische wapens echter als bijzonder formidabel beschouwd vanwege hun hoge mate van verborgenheid, complexe transmissieroutes en onvoorspelbare schade.
In tegenstelling tot kernexplosies en radioactieve wapens, die snel met het blote oog of met eenvoudige instrumenten kunnen worden opgespoord, zijn biologische wapens vaak moeilijk in één keer te detecteren en te vergrendelen. Traditioneel moeten monsters naar goed uitgeruste professionele laboratoria worden gestuurd voor identificatie door getrainde wetenschappelijke onderzoekers die gebruik maken van complexe biochemische apparatuur. Hoewel er in het verleden pogingen zijn ondernomen om mobiele detectiesystemen te ontwikkelen, zijn de meeste daarvan op voertuigen gemonteerde of tentachtige schuilconstructies, die omvangrijk zijn en een hoog vermogen en omgevingscontrole vereisen. Het gebruiksproces omvat complexe processen zoals aërosolfysica, bioluminescentie en antilichaamanalyse, en kan slechts enkele bekende pathogenen identificeren binnen het vooraf ingestelde databasebereik.
Het door het NRL gelanceerde programma "Far-Forward Advanced Sequencing Technology" (F-FAST) volgt op deze basis een nieuwe technische route: via geminiaturiseerde en robuuste DNA/RNA-sequencingapparatuur wordt de operatie rechtstreeks in een veldomgeving voltooid door soldaten met een relatief beperkte training om de genetische informatie van het monster te verkrijgen en te analyseren. Dit systeem is geverifieerd in een verscheidenheid aan ruwe omgevingen, zoals woestijnen, het noordpoolgebied en de zee, en kan frontlijncommandanten snelle feedback geven over de genetische samenstelling van vermoedelijke microbiële monsters. Het kan niet alleen de hele microbiële gemeenschapskaart weergeven, maar zich ook richten op het identificeren of er kunstmatig gemodificeerde genfragmenten zijn, en daarmee bepalen of er sprake is van biologische wapens of synthetische biologische bedreigingen.
In tegenstelling tot traditionele DNA-analysemethoden die alleen specifieke, vooraf ingestelde sequenties van pathogenen vergelijken, terwijl de mogelijkheid behouden blijft om bekende sequenties snel te screenen, introduceert F-FAST ook de functie van sequencing van het hele genoom van onbekende organismen, die alle genetische informatie in monsters kan interpreteren die zijn verzameld via luchtfilters en andere methoden. Het systeem claimt analyseresultaten binnen 30 minuten ter plaatse te kunnen genereren, waardoor het tijdsbestek tussen het nemen van monsters en het verkrijgen van inlichtingen aanzienlijk wordt verkort, waardoor het "lege venster" en de onzekerheid voor besluitvormers wanneer ze worden geconfronteerd met potentiële biologische bedreigingen, worden verminderd.
Dr. Peter Matic, adjunct-directeur onderzoek bij NRL, zei dat dit soort sequencing-technologie diepere intelligentieondersteuning kan bieden dan bestaande snelle diagnostische tests en genetisch materiaal op de missielocatie rechtstreeks kan karakteriseren. Hij wees erop dat F-FAST en de bijbehorende ‘Far-Forward Biological Sequencing’ (FFBS) niet alleen de resultaten van gerichte tests kunnen bevestigen, maar ook onbekende bedreigingen kunnen ontdekken die nog niet eerder zijn geïdentificeerd, en belangrijke gegevens kunnen verschaffen voor medische en gevechtsbeslissingen, zodat beslissingen kunnen worden genomen op het ‘point of demand’ in plaats van in afgelegen laboratoria.
Volgens het NRL is het doel van dit gezamenlijke serviceproject het verschaffen van ‘genetische intelligentie’ voor de land-, zee-, lucht- en andere diensten op moderne slagvelden, zodat troepen snel de verschillen kunnen identificeren tussen natuurlijke ziekteverwekkers en bio-engineered aanvalsfactoren, om zo tijdiger bescherming, verwijdering en tegenmaatregelen te nemen.