Статья: Обоснование архитектуры перспективной автоматизированной системы мониторинга радиационной, химической и биологической обстановки с использованием искусственного интеллекта (2024)

Знания по биологическим свойствам бактериальных токсинов постоянно обновляются. В последние два десятилетия интерес исследователей смещался в направлении от природных токсинов к их генетически измененным производным. Цель работы – обобщение знаний по биологическим свойствам бактериальных токсинов, накопленных в англоязычной научной литературе за последние годы. Метод исследования – аналитический. Источниковая база исследования – в основном англоязычная научная литература, доступная через глобальную сеть «Интернет». Результаты. В работе рассмотрены: организация и общий механизм действия молекул бактериальных токсинов; достоверность показателей их токсичности, приведенных в научной литературе; токсическое действие токсинов различных групп, различающихся по механизму действия; получение гибридных и модифицированных токсинов; выявление искусственных токсинов. Выводы. Среди бактериальных токсинов наибольшую опасность представляют бинарные токсины. Бинарный состав экзотоксинов бактерий, хорошая изученность их субъединиц, функциональных доменов, механизмов сборки и внутриклеточного действия позволяют вести их модификацию в направлении изменения спектра целей, токсичности, механизма поражающего действия и иммуногенности. Для выявления генетически измененных токсинов, малоизученных аналогов и изоформ природных токсинов могут быть использованы специальные программы, основанные на машинном обучении.

Красной Армии, Советской и Российской армий, ранее в обобщенном виде не освещалась в открытой печати. Цель работы – дать краткую историческую ретроспективу развития средств химической разведки и контроля начиная с Первой мировой войны и до настоящего времени. Источниковая база. Открытые документальные источники, содержащие информацию о хронологии принятия на снабжение технических средств химической разведки; технические описания, руководства и инструкции по эксплуатации таких средств, а также открытая научная литература, содержащая информацию об их устройстве и принципах действия. Метод анализа – описательный. Обсуждение результатов. Важнейшим фактором, оказавшим наибольшее влияние на развитие средств индикации, стало развитие химического оружия. Анализ приведенных данных показал, что в довоенный период использовался исключительно химический метод индикации. С конца 1950-х гг., в войсковых, так и в специальных средствах химической разведки наряду с химическим методом, стал активно использоваться биохимический, что было инициировано появлением фосфорорганических ОВ (ФОВ). Ионизационный метод впервые реализован в начале 1970-х гг., дистанционный метод (лазерное зондирование) – в конце 1980-х гг. Спектрометрия ионной подвижности применяется с конца 1990-х гг., хромато-масс-спектрометрия и ИК-Фурье спектроскопия – с начала 2000-х гг. Технология полупроводниковых сенсоров освоена в серийных приборах с конца 2000-х гг. Заключение. В целом развитие отечественных средств индикации идет в канве общемировых тенденций. Одной из современных тенденций является разработка комбинированных устройств на основе сочетания нескольких методов индикации. В настоящее время ведущее положение занимают технические средства дистанционной химической разведки и приборы, принцип действия которых основан на спектрометрии ионной подвижности и хромато-масс-спектрометрии.

Ранее нами было установлено, что в двух спиртосодержащих образцах, доставленных из зоны специальной военной операции (СВО), находится редкое психоактивное вещество EA-3167, являющееся структурным аналогом известного инкапаситанта BZ, включенного в Список 2 Конвенции о запрещении разработки, производства, накопления и применения химического оружия и его уничтожении (КЗХО). Кроме EA-3167 в жидкостях обнаружили добавки метадона, α-пирролидиновалерофенона и тетрагидроканнабинола.

Цель работы – установление аналитических характеристик EA-3167, а также его метаболитов в моче крыс.

Методы исследования. Структурная идентификация обнаруженного вещества методом ядерного магнитного резонанса, газовая и жидкостная хроматомасс-спектрометрия доставленных объектов и мочи крыс, полученной экспонированием лабораторных животных обнаруженным веществом. Результаты исследования. Концентрации EA-3167 в жидкостях составляли 910 и 3,9 мкг/мл соответственно. Установлено, что EA-3167 подвержен интенсивному метаболизму в организме крыс. В моче лабораторных животных предположительно идентифицированы более 30 метаболитов, представляющих собой продукты моно- и дигидроксилирования алифатических остатков молекулы, образования кетона, а также гидролиза.

Вывод. Наиболее удобными мочевыми маркерами для подтверждения отравления EA-3167 методами газовой и жидкостной хроматомасс-спектрометрии являются исходное вещество, продукты его моногидроксилирования и образования карбонильной группы на циклопентильном остатке.

Медицинское вмешательство при поражениях фосфорорганическими отравляющими веществами (ФОВ) с использованием сульфата атропина, 2-пиридинальдоксимметилхлорида (2-ПАМ), диазепама и других аналогичных препаратов способно предотвратить смертельный исход отравления. Однако эти средства не защищают от внезапного химического нападения и от постконтактных осложнений, связанных с необратимым повреждением головного мозга. Военное ведомство США финансирует исследования, способные в будущем значительно упростить защиту военнослужащих от поражения ФОВ. Их суть заключается в использовании технологий генной терапии, в ходе которой организм экспериментальных животных вырабатывает собственные белки, разрушающие ФОВ, что обеспечивает защиту на несколько месяцев. Цель работы – выявить достигнутый уровень исследований, использующих технологии генной терапии для создания устойчивых к ФОВ живых объектов. Метод исследования – аналитический. Источниковая база исследования – публикации в научных журналах и описания к патентам. Обсуждение результатов. В качестве фермента, расщепляющего ФОВ в таких экспериментах, наибольшую эффективность показала генно-модифицированная параоксаназа 1 (PON1). PON1 обладает способностью гидролизовать ФОВ G-типа, параоксон, хлорпирифосоксон, диазоксон и ряд других органофосфатов. Для введения в организм животного гена, кодирующего PON1, используются векторы на основе аденоассоциированного вируса (AAV8 и др.). Однократное введение AAV8, несущего рекомбинантный ген PON1-IF11 (AAV8-PON1-IF11), приводило к высокой экспрессии и секреции рекомбинантного белка PON1-IF11 в кровеносное русло и давало бессимптомную защиту от нескольких смертельных доз ФОВ G-типа в течение как минимум 5 мес. Эти исследования пока находятся на ранней стадии. Анализ аффиляции авторов публикаций и патентов показал, что в таких исследованиях активно участвуют военное ведомство США и сотрудничающие с ним организации (DTRA и др.). Заключение. Учитывая интерес на Западе к идеям модификации человека методами генной терапии, можно предположить, что это направление будет интенсивно развиваться в военных целях. В то же время сама идея заблаговременно созданной устойчивости к ФОВ востребована и в гражданской сфере в связи с широким применением органофосфатов в сельском хозяйстве. Автор считает, что более безопасным будет использование аллогенных мезенхимальных стволовых клеток, генетически модифицированных различными вариантами PON1. Эта устойчивость к ФОВ может защитить здоровье и спасти жизнь военнослужащих в реальном бою в случае использования противником ФОВ. Однако такие способы защиты от органофосфатов должны основываться на серьезных экспериментальных исследованиях, гарантирующих безопасность их применения. Дверь на новый уровень защиты от ФОВ открыта, технологии доступны.