Das U.S. Naval Research Laboratory (NRL) gab kürzlich bekannt, dass eine Reihe tragbarer Geräte zur Erkennung genetischen Materials für den Einsatz an vorderster Front entwickelt und verifiziert wurde. Es kann unbekannte biologische Bedrohungen – einschließlich künstlich veränderter biologischer Waffen – durch RNA- und DNA-Analyse in weniger als einer halben Stunde schnell identifizieren.
Die Geschichte der biologischen Kriegsführung lässt sich bis zur Belagerung von Kaffa im Jahr 1346 zurückverfolgen, als die mongolische Armee infizierte Leichen in die Stadt warf. Seitdem gelten biologische Waffen als äußerst furchteinflößendes Angriffsmittel. In den folgenden Jahrhunderten entwickelte der Mensch nacheinander chemische, nukleare und radioaktive Waffen. Unter den vielen Massenvernichtungswaffen gelten jedoch biologische Waffen aufgrund ihrer hohen Geheimhaltung, komplexen Übertragungswege und unvorhersehbaren Schäden als besonders gefährlich.
Im Gegensatz zu nuklearen Explosionen und radioaktiven Waffen, die mit bloßem Auge oder einfachen Instrumenten schnell entdeckt werden können, sind biologische Waffen oft beim ersten Mal schwer zu erkennen und zu lokalisieren. Traditionell müssen Proben zur Identifizierung durch ausgebildete wissenschaftliche Forscher mit komplexer biochemischer Ausrüstung an gut ausgestattete professionelle Labore geschickt werden. Obwohl es in der Vergangenheit Versuche gab, mobile Erkennungssysteme zu entwickeln, handelt es sich bei den meisten davon um auf Fahrzeugen montierte oder zeltartige Schutzkonstruktionen, die sperrig sind und eine hohe Leistung und Umgebungskontrollbedingungen erfordern. Der Verwendungsprozess umfasst komplexe Prozesse wie Aerosolphysik, Biolumineszenz und Antikörperanalyse und kann nur wenige bekannte Krankheitserreger innerhalb des voreingestellten Datenbankbereichs identifizieren.
Das vom NRL ins Leben gerufene Programm „Far-Forward Advanced Sequencing Technology“ (F-FAST) geht auf dieser Grundlage einen neuen technischen Weg: Mithilfe miniaturisierter und robuster DNA/RNA-Sequenzierungsgeräte wird die Operation direkt in einer Feldumgebung von Soldaten mit relativ begrenzter Ausbildung durchgeführt, um die genetischen Informationen der Probe zu erhalten und sie zu analysieren. Dieses System wurde in einer Vielzahl rauer Umgebungen wie Wüsten, Arktis und Meer verifiziert und kann Frontkommandanten schnelle Rückmeldung über die genetische Zusammensetzung verdächtiger mikrobieller Proben geben. Es kann nicht nur die gesamte Karte der mikrobiellen Gemeinschaft abbilden, sondern sich auch darauf konzentrieren, festzustellen, ob künstlich veränderte Genfragmente vorhanden sind, und so festzustellen, ob es sich um biologische Waffen oder synthetische biologische Bedrohungen handelt.
Im Gegensatz zu herkömmlichen DNA-Analysemethoden, die nur spezifische, voreingestellte Pathogensequenzen vergleichen und gleichzeitig die Fähigkeit zum schnellen Screening bekannter Sequenzen beibehalten, führt F-FAST auch die Funktion der Sequenzierung des gesamten Genoms unbekannter Organismen ein, die alle genetischen Informationen in Proben interpretieren kann, die durch Luftfilter und andere Methoden gesammelt wurden. Das System soll in der Lage sein, Analyseergebnisse innerhalb von 30 Minuten vor Ort zu generieren, was das Zeitfenster von der Probenahme bis zur Beschaffung von Informationen erheblich verkürzt und so das „leere Fenster“ und die Unsicherheit für Entscheidungsträger im Hinblick auf potenzielle biologische Bedrohungen verringert.
Dr. Peter Matic, stellvertretender Forschungsdirektor am NRL, sagte, dass diese Art von Sequenzierungstechnologie eine umfassendere nachrichtendienstliche Unterstützung bieten kann als bestehende Schnelldiagnosetests und genetisches Material direkt am Missionsort charakterisieren kann. Er wies darauf hin, dass F-FAST und das damit verbundene „Far-Forward Biological Sequencing“ (FFBS) nicht nur die Ergebnisse gezielter Tests bestätigen, sondern auch unbekannte, bisher nicht identifizierte Bedrohungen entdecken und Schlüsseldaten für medizinische und Kampfentscheidungen liefern können, sodass Entscheidungen am „Point of Demand“ und nicht in entfernten Laboren getroffen werden können.
Nach Angaben des NRL besteht das Ziel dieses gemeinsamen Dienstprojekts darin, „genetische Intelligenz“ für die Land-, See-, Luft- und andere Dienste auf modernen Schlachtfeldern bereitzustellen, damit Truppen die Unterschiede zwischen natürlichen Krankheitserregern und biotechnologisch hergestellten Angriffsfaktoren schnell erkennen können, um rechtzeitiger Schutz, Beseitigung und Gegenmaßnahmen zu ergreifen.