Ziekenhuizen neigen naar een meer patiëntgerichte behandeling. Samenwerking van deskundigen uit de medische en biologische wereld met experts uit de micro-elektronica kan die beweging optimaliseren.

Het hoeft in deze winterperiode niet benadrukt te worden: ziek zijn is een gevecht. Een lijdensweg van al dan niet korte duur tegen een onzichtbare vijand. En vaak is het een oneerlijke strijd. In de eerste plaats omdat de vijand zich in eigen rangen – je lichaam – bevindt, maar nog meer omdat de oorlog gevoerd wordt met ongelijke wapens. Staf Van Reet, vice- voorzitter van farmaceuticagigant Johnson & Johnson Development Corporation, ziet het als volgt: ‘Veel van de huidige medicijnen kan je vergelijken met de bommentapijten uit de Tweede Wereldoorlog. Waar we naartoe moeten, zijn de telegeleide raketten die we de laatste jaren in het nieuws zien opduiken. En dat kan alleen als de medische en technologische industrie naar elkaar toe groeien en met elkaar leren praten.’ Technologie en welzijn, een blik op de niet zo verre toekomst.

Persoonlijke aandacht

‘Om een nieuw geneesmiddel op de markt te brengen, volstaat het momenteel om tijdens klinische studies te bewijzen dat het bij vijftig procent van de patiënten werkt’. Professor dr. Lieven Lagae van het Universitair Ziekenhuis Gasthuisberg in Leuven windt er geen doekjes om. Het adjunct-kliniekhoofd kinderneurologie ziet een belangrijke trend in de klassieke geneeskunde: ‘We proberen te veel – zoals we in onze opleiding hebben geleerd – om klachten van een patiënt in een vakje te duwen. Afhankelijk van het vakje stellen we dan een behandeling voor, meestal gebaseerd op medicatie, zonder op voorhand na te gaan of die het best past bij de persoonlijke situatie van de patiënt. Het is natuurlijk een ongenuanceerd verhaal, want in de meeste gevallen werkt die aanpak zeer goed. Maar toch zie ik een verschuiving van groepsgerichte naar meer patiëntgerichte diagnostiek en behandeling. Die evolutie vereist een doorgedreven opvolging en kennis van het biologisch systeem. En dan komen we onvermijdelijk op het terrein van biosensoren en andere geavanceerde technologieën.’

Een mooi voorbeeld is de huidige behandeling van hiv, het virus dat aids veroorzaakt. De geneeskunde is daarin zo ver gevorderd dat ze de mutaties die onvermijdelijk optreden, in kaart kan brengen en de medicatie erop afstemmen. Op die manier kan een arts op elk moment van de infectie een nauwkeurige cocktail van geneesmiddelen voorschrijven die op dat moment het meest effectief is om het aantal virussen onder controle te houden. De nieuwste antivirale middelen die Tibotec, een dochteronderneming van Johnson & Johnson, in ontwikkeling heeft, kunnen een hiv-virus met een tiental mutaties de baas. Aids volledig genezen kan nog steeds niet, maar de levenskwaliteit van hiv-positieve personen voor een aanzienlijke periode garanderen wel.

Staf Van Reet deelt Lagaes mening dat de technologische evolutie de medische en gezondheidssector van dichterbij moet ondersteunen: ‘De laatste jaren is er enorme vooruitgang geboekt op het gebied van kennis over het menselijk lichaam en de genetische code. Maar het glas is voorlopig nog maar halfvol. Om die kennis in individuele behandelingen om te zetten, moeten we nog een hele weg afleggen. Biosensoren en gesloten kringsystemen zijn ideale hulpmiddelen om via continue monitoring (toezicht) van patiënten personal care om te vormen tot meer dan alleen een modewoord.’

Bio en bits

Biosensoren en gesloten kringsystemen, het zijn exotische termen die doen vermoeden dat de nodige expertise in overzeese gebieden gezocht moet worden. Maar niets is minder waar. Vlaanderen heeft met het IMEC, Interuniversitair Micro-Elektronicacentrum, een van de grootste onafhankelijke onderzoeks- centra ter wereld, een meer dan volwaardige speler in huis om die fascinerende technologie waar te maken. Het Leuvense onderzoekscentrum voor nanotechnologie en nano-elektronica ontwikkelt binnen het Human++ programma een sensorplatform dat kan gebruikt worden voor een brede waaier aan toepassingen.

Een daarvan is een zogenaamd lichaamsnetwerk (BAN, body area network) met sensoren die verschillende lichaamsfuncties opvolgen. Zo kunnen bijvoorbeeld hartslag en hersenactiviteit gemeten worden en doorgestuurd naar een centrale computer. Het is dus niet onmogelijk dat we binnen een aantal jaar allerlei minuscule apparaten op, en misschien zelfs in ons lichaam dragen, die op een discrete manier onze gezondheid in het oog houden. De verschillende sensoren zullen draadloos verbonden zijn met elkaar en met een centrale die de gegevens verzamelt. Die kan bij de gebruiker thuis staan, maar ook verbonden zijn met een databank bij de dokter of in het ziekenhuis. ( Zie ook kaderHuman++ programma)

De moeilijkste taak daarbij is vreemd genoeg niet het ontwikkelen van de technologie, maar het doorgronden van de markt. Bert Gyselinckx, programmadirecteur van Human++, verklaart: ‘Een van de grootste uitdagingen in deze sector is dat de mogelijke toepassingen moeilijk te voorspellen zijn. Het is een volledig nieuwe technologie. Mensen controleren bijvoorbeeld: zitten mensen te wachten op monitoring-systemen en zo ja wie? We moeten weten wat belangrijk is om in het oog te houden. Stel dat we tien parameters controleren, kunnen we daaruit een prognose maken of je gezond of ongezond leeft? Er zijn een boel elementen op klinisch vlak die onderzocht moeten worden. Vandaar ook dat we bij de ontwikkeling van onze technologie zo vroeg mogelijk aan tafel zijn gaan zitten met mensen uit de medische sector: een aanpak die ons verzekert dat de Human++ technologie afgestemd blijft op de noden van de latere gebruiker.

‘Een andere grote onbekende is hoe je op een eenvoudige manier technologie met mensen kunt verzoenen. Een polshorloge en een bril zijn hulpmiddelen die mensen op hun lichaam verdragen. Maar van zodra het de meer technologische richting uitgaat, zoals bij hartslagmeters, is er meteen al een veel kleinere markt. Mensen die klinische zorg nodig hebben, vormen ongetwijfeld een belangrijke doelgroep. Maar dezelfde technologie kan aangewend worden ter preventie, bij ouderen bijvoorbeeld. In dat geval moet de technologie heel gebruiksvriendelijk zijn, want ouderen zijn meestal niet zo elektronica-gezind.’

Een ander terrein waarop IMEC onderzoek doet is dat van de biosensoren. Je zou ze kunnen vergelijken met de verkleurende strips voor een zwangerschapstest of urineonderzoek, maar dan in meer nauwkeurige en veelzijdige vorm. Een biosensor brengt namelijk biologische herkenning en elektronische aflezing samen in een verpakte chip. De biologische herkenningslaag maakt een uiterst specifieke detectie mogelijk. De elektronische laag eronder zorgt voor een snelle en precieze verwerking van de metingen. Tussen de twee zit nog een functionele laag die ongewenste interacties tussen de biologische en elektronische componenten voorkomt. (Zie ook kader Biosensoren)

Momenteel zijn biosensoren nog relatief duur en het exclusieve terrein van ziekenhuizen en artsen, maar daar kan snel verandering in komen. Vanuit de medische wereld is namelijk een toenemende vraag naar eenvoudige methoden om snel een diagnose te stellen in de onmiddellijke omgeving van de pa- tiënt ( point-of-care diagnostiek). Bert Gyselinckx: ‘Als je nu een immuno-analyse wilt doen, moet je een hele weg doorlopen van staalname (of extractie) over staalvoorbereiding naar de eigenlijke meting. Dat proces gebeurt in relatief grote machines die vrijwel uitsluitend optische signalen meten. Waar we naartoe moeten, is vanuit een druppel bloed snel kunnen bepalen welke biochemische componenten er al dan niet in aanwezig zijn. Met dat doel voor ogen, maken we technologie die goedkoop is en snel en accuraat een gevoelige waarneming kan doen. Op termijn is het de bedoeling dat biosensoren voor iedereen beschikbaar zullen zijn.’

Als al die technologie op punt staat, zal een bezoek aan de arts of het ziekenhuis een stuk aangenamer en in veel gevallen zelfs overbodig worden. In plaats van een langdurige periode in een ziekenhuisbed aan een scanner te liggen, voer je de metingen gewoon thuis uit. De dokter heeft daarbij het voordeel dat de gegevens bekomen worden in de natuurlijke omgeving van de patiënt. Ook lange wachttijden voor een bloedonderzoek zullen grotendeels verdwijnen als biosensoren vrij verkrijgbaar worden in de winkel. En naast die zuiver medische toepassingen zullen ook andere sectoren van de technologie kunnen profiteren. Denken we maar aan de sportwereld en de gezondheidssector, waar wetenschappelijke methodes allang hun intrede gemaakt hebben. De toepassingen die zullen voortvloeien uit die combinatie van bio en bits zijn eindeloos.

Verschil in jargon

Experts uit de medische en biologische wereld producten laten ontwikkelen samen met experts uit de micro-elektronica: het klinkt mooi, maar het is niet altijd even eenvoudig. Staf Van Reet: ‘We leven in verschillende valleien: een biotechnologie-vallei, een multimedia valley en een silicon valley. Nu en dan klimmen we tot op de col en trachten we met elkaar te praten. En dan constateren we telkens dat we een verschillende taal spreken. Elke discipline heeft immers haar eigen technologieën en bijbehorende terminologieën.

‘Maar de taal verstaan is nog maar een eerste niveau. Het volgende – en dat is nog veel belangrijker – is interesse, enthousiasme en een soort van affiniteit opwekken voor die andere technologie. En dat niveau is veel moeilijker te bereiken. Je voelt je immers thuis in een bepaalde tak. Wanneer je spreekt met iemand uit een ander vakgebied, voel je je onwennig, omdat je weet dat je fouten maakt en domme dingen zegt.

‘Ik denk dat we een kleine omweg moeten maken naar de plaats waar de valleien samenvloeien en waar we een gemeenschappelijke taal spreken. Daar kunnen we elkaar geleidelijk aan introduceren in de terminologie van onze respectieve disciplines. We moeten een forum creëren waar we ongedwongen kunnen communiceren met een verbod op het gebruik van vaktaal. Op die manier kunnen we geleidelijk aan de col beklimmen tot op het uiteindelijke conversatieniveau. Dat vraagt tijd, maar ik denk dat het een overkomelijke en noodzakelijke stap is die we moeten zetten.’

Naast dat taalkundige aspect zijn er nog een aantal andere belangrijke vragen waarop een antwoord moet komen vooraleer de technologie op de markt kan. Zo is er ongetwijfeld het ethische bezwaar om persoonlijke medische gegevens draadloos te versturen en te verzamelen. Daarenboven begeeft een fabrikant van diagnostische biosensoren zich op het terrein van de geneeskunde en zullen dus de nodige juridische afspraken moeten gemaakt worden rond aansprakelijkheid voor de gestelde diagnose. Deze en andere vragen zullen in de nabije toekomst zeker nog de kop opsteken.

Conclusie

Hoewel waarschijnlijk nooit alle vragen beantwoord zullen worden, staan er ons ongetwijfeld fascinerende tijden te wachten. Tijden waarin de techniek onze levenskwaliteit meer en meer zal verbeteren. Door een continue monitoring van ons lichaam zullen medische behandelingen beter afgestemd zijn op onze persoonlijke behoeften. Maar ook bij het voorkomen van kwalen zullen we de technologie dankbaar gebruiken. Een gezonde levensstijl begint immers bij een goede kennis van het eigen lichaam.

En om te eindigen met het antwoord van Staf Van Reet op de vraag of we straks 120 jaar worden: ‘Allicht wel, maar we hebben nog enkele decennia nodig om de technologische vooruitgang te verzilveren. Ondertussen kunnen we al veel winnen door het vermijden van bekende – maar vaak aangename – risico’s. Als het leven daardoor niet verlengd wordt, dan zal het ten minste al langer lijken…’

Door Koen Snoeckx