Nieuwe studie toont een methode om cellen in het lichaam individueel te onderscheiden om precisiegeneeskunde of gepersonaliseerde therapeutische behandelingen te bevorderen.
Precisiegeneeskunde is een nieuw zorgmodel waarbij genetische gegevens, microbioomgegevens en algemene informatie over de levensstijl, individuele behoeften en omgeving van een patiënt worden gebruikt om een ziekte te identificeren en te classificeren. Vervolgens wordt een betere, op maat gemaakte of gespecialiseerde therapeutische oplossing geboden, of zelfs een effectieve preventiestrategie voor de toekomst. Deze moleculair gerichte aanpak heeft de afgelopen tien jaar grote vooruitgang geboekt en begint nu een sterke impact te hebben als een nieuw paradigma voor het 'classificeren, diagnosticeren en behandelen' van ziekten. Precisiegeneeskunde begint met data, en vervolgens met tools/systemen/technieken/technologieën om deze data te interpreteren en te verwerken. Het vereist ook de juiste regelgeving door wettelijke instanties en natuurlijk samenwerking tussen zorgverleners , omdat op elk niveau mensen betrokken zijn. De meest cruciale stap in precisiegeneeskunde is het begrijpen van het belang van genetische profielen van patiënten en hoe deze efficiënt moeten worden geïnterpreteerd. Dit vereist hervormingen, trainingen, enzovoort. De toepassing van precisiegeneeskunde is momenteel lastig, omdat de implementatie ervan een robuuste data-infrastructuur vereist, en vooral een mentaliteitsverandering. Interessant genoeg was in 2015 meer dan een kwart van alle nieuwe geneesmiddelen die door de FDA in de VS werden goedgekeurd, gepersonaliseerde geneesmiddelen. Deze meer "gerichte" geneesmiddelen worden namelijk ondersteund door kleinere en kortere klinische onderzoeken met veel nauwkeuriger gedefinieerde criteria voor patiëntselectie, waardoor ze efficiënter en succesvoller blijken te zijn. Naar schatting zal het aantal gepersonaliseerde geneesmiddelen in ontwikkeling tegen 2020 met bijna 70% toenemen.
Een ziekte op moleculair niveau begrijpen
Een recent baanbrekend onderzoek heeft een nieuwe methode ontdekt die inzicht kan geven in hoe een ziekte zich op moleculair niveau in het lichaam ontwikkelt en verspreidt. Dit inzicht wordt als cruciaal beschouwd voor de ontwikkeling van wat 'precisiegeneeskunde' wordt genoemd. De in het onderzoek beschreven methode herkent zeer efficiënt en snel de verschillende celtypen in het lichaam, wat kan helpen bij het identificeren van de "exacte" cellen die bij een bepaalde ziekte betrokken zijn. Deze herkenning is voor het eerst bereikt, waardoor het onderzoek, gepubliceerd in Nature Biotechnology, zeer interessant en relevant is voor de toekomst van de medische wetenschap.
De vraag is dus hoe de celtypes in het lichaam te herkennen zijn. Er zijn ongeveer 37 biljoen cellen in een menselijk lichaam en daarom kan het niet eenvoudig worden geacht om elke cel afzonderlijk te onderscheiden. Alle cellen in ons lichaam dragen een genoom - een complete set genen die in de cel worden gecodeerd. Dit patroon van welke genen in de cel (of liever 'uitgedrukt' in de cel) is wat een cel uniek maakt, is het bijvoorbeeld een levercel of een hersencel (neuron). Deze "vergelijkbare" cellen van één orgaan kunnen nog steeds van elkaar onderscheiden. Een methode die in 2017 werd gedemonstreerd, toonde aan dat celtypen die worden geprofileerd, kunnen worden onderscheiden door chemische markers die zich in het DNA van de cel bevinden. Deze chemische markers zijn het patroon van methylgroepen die verbonden zijn in het DNA van elke cel – het “methyloom” van de cel genoemd. Deze methode is echter zeer beperkend in die zin dat het alleen eencellige sequencing toestaat. Onderzoekers van de Oregon Health and Science University, VS, hebben deze bestaande methode uitgebreid om duizenden cellen tegelijk te profileren. Deze nieuwe methode vertoont dus een bijna 40-voudige toename en voegt unieke DNA-sequentiecombinaties (of indexen) toe aan elke cel die worden uitgelezen door een sequencing-instrument. Het team heeft deze methode met succes gebruikt om verschillende menselijke cellijnen te indexeren en ook muiscellen om informatie over ongeveer 3200 afzonderlijke cellen te onthullen. De auteurs merken op dat simultaan lezen ook leidt tot lagere kosten, waardoor het wordt teruggebracht tot ongeveer 50 cent (USD) in vergelijking met $ 20 tot $ 50 voor één cel, waardoor methylatiebibliotheken van eencellig DNA kosteneffectiever worden.
Aspecten van precisiegeneeskunde
Deze studie is baanbrekend en heeft de potentie om de ontwikkeling van precisiegeneeskunde, oftewel precieze behandelingen voor veel aandoeningen waarbij sprake is van heterogeniteit of diversiteit in celtypen, zoals kanker , aandoeningen die de hersenen aantasten (neurowetenschappen) en hart- en vaatziekten, te bevorderen. Het is echter nog een lange weg te gaan voordat we precisiegeneeskunde volledig omarmen, omdat goede samenwerking tussen farmaceutische bedrijven en zorgverleners essentieel is. Deze samenwerking kan stakeholders, experts uit diverse sectoren, data-analisten en consumentenorganisaties omvatten. Wetenschappelijke en technologische vooruitgang draagt zeker bij aan de ontwikkeling van specialistische, gerichte therapieën en het creëren van meer patiëntgerichte oplossingen, waardoor de toekomst van precisiegeneeskunde er rooskleurig uitziet. Zodra de diagnostiek op orde is, kan de denkwijze van de patiënt worden bestudeerd en begrepen, zodat mondige patiënten zelf meer informatie en keuzemogelijkheden kunnen eisen, wat leidt tot kosteneffectievere resultaten.
Een negatief aspect van moleculair gebaseerde precisiegeneeskunde is dat het niet uitvoerbaar of betaalbaar is voor alle therapiegebieden als we het hebben over en ook over gezondheidssystemen, en het zal in de toekomst niet snel beter worden. Het verzamelen van alle informatie die specifiek is voor patiënten vereist in de eerste plaats een enorme dataopslag. Deze informatie, met name de genetische gegevens, is kwetsbaar voor cyberaanvallen en daarom lopen de veiligheid en privacy gevaar, ook misbruik van dergelijke gegevens. De gegevens die worden verzameld, zijn meestal afkomstig van vrijwilligers, daarom kunnen we slechts een percentage van de gehele bevolking verzamelen dat van invloed kan zijn op het ontwerp van technologieën. En het belangrijkste aspect is het 'eigendom' van deze gegevens, wie de eigenaar is en waarom, dat is een grote vraag die nog moet worden beantwoord. Farmaceutische bedrijven zullen meer moeten samenwerken met overheden en zorgaanbieders om steun en momentum voor gerichte therapieën te verzamelen, maar dan is de overdracht van privé-genetische gegevens aan privébedrijven een groot debat.
Voor chronische ziekten zoals diabetes of hartgerelateerde aandoeningen is digitaal aangedreven precisiegeneeskunde een alternatief, dwz wearables die normaal schaalbaar zijn en een betaalbare oplossing zijn in vergelijking met het bieden van dure persoonlijke zorg. Ook kunnen niet alle medicijnen echt precisiegeneeskunde worden, omdat gezondheidssystemen over de hele wereld al zwaar belast zijn en het bijna onmogelijk en belachelijk duur is om gerichte therapieën te bieden voor kleine bevolkingsgroepen, of die in middeninkomens- of lage-inkomenslanden. Deze therapieën moeten op een doordachte en meer gerichte manier worden aangeboden. Bevolkings- en mensgerichte gezondheidszorgparadigma's zullen belangrijk blijven, met benaderingen van precisiegeneeskunde die deze in geselecteerde therapiegebieden en gezondheidszorgsystemen verbeteren. Het is nog een lange weg voordat we een populatie genetisch in kaart kunnen brengen, de informatie kunnen interpreteren en analyseren, opslaan het veilig en beveiligd, en het ontwikkelen van gepersonaliseerde aanbevelingen en therapeutische behandelingen.
***
Bron (nen)
Mulqueen RM et al. 2018. Zeer schaalbare generatie van DNA-methylatieprofielen in individuele cellen. Nature Biotechnology . https://doi.org/10.1038/nbt.4112
***
