Testen op klein stukje menselijk weefsel
Met het project DOPREDICT gaat het onderzoeksteam, dat naast Marloes Groot van het VU-LaserLab bestaat uit Jan Willem Duitman (Longziekten, Amsterdam UMC) en Francesco Ciompi (Pathologie, Radboud UMC) een systeem ontwikkelen om relatief snel en simpel de uitkomst van de longbehandeling te voorspellen, door een combinatie van mogelijk toepasbare medicijnen te testen op een klein stukje weefsel (biopt) van de patiënt.
Over- en onderbehandeling longpatiënten
Persoonlijke behandeling op basis van voorspellende biomarkers (meetbare indicator van een biologische toestand of conditie) is tegenwoordig de standaard in de gezondheidszorg. Echter, over- en onderbehandeling van patiënten is nog steeds een groot probleem, omdat biomarkers geen rekening houden met het fenotype (waarneembare kenmerken) van bijvoorbeeld een tumor. Hierdoor heeft een deel van de patiënten last van zware bijwerkingen van een behandeling waar ze geen baat bij hebben.
Afbeeldingen in 3D
De onderzoekers zullen een stukje weefsel van de patiënt op kweek zetten en gedurende 5 dagen de cellen en alle onderdelen van het weefsel microscopisch in beeld brengen met een innovatieve microscopische techniek (hogere harmonische generatie (HHG)) waarmee weefsel direct beoordeeld kan worden. De groep van Groot ontwikkelde in een eerder project deze techniek om in een paar minuten afbeeldingen van biopten te maken waarin cellen, celkernen en bindweefsel in 3D zichtbaar worden gemaakt en zo tijdens de operatie of de endoscopische verrichting feedback te kunnen geven aan een chirurg of endoscopist over of het tumor- of gezond weefsel is. Naar aanleiding van deze ontwikkelde techniek is de startup Flash Pathology BV opgericht.
Gebruik van kunstmatige intelligentie
De onderzoekers gaan zich in het project focussen op longkanker en pulmonale fibrose en gebruiken daarvoor de HHG-microscopie om het weefsel in 3D te volgen tijdens de kweek, wat 4D-gegevens oplevert. Zij ontwikkelen analysemethoden, gebaseerd op kunstmatige intelligentie, voor analyse van de HHG-beelden en gebruiken deze om de aantallen gezonde cellen en tumorcellen in de tijd en de microstructuur van het weefsel te kwantificeren en daarmee de respons op de behandeling te meten. Zij zullen de voorspellende kracht van deze kenmerken onderzoeken en valideren met de feedback van patiënten op de behandeling die zij van hun arts daadwerkelijk gekregen hebben.
Maatschappelijk impact testbed
Een op biopten gebaseerde gepersonaliseerde geneesmiddelentest zou kunnen helpen bij het vinden van de beste behandeling voor een patiënt, binnen een week na de diagnose, en zo helpen bij het verminderen van overbehandeling, en daarmee een grote impact hebben op de gezondheidszorg en de daarmee samenhangende kosten.
Open Technologieprogramma NWO
Het Open Technologieprogramma biedt financiering voor toepassingsgericht technisch-wetenschappelijk onderzoek dat vrij en ongebonden is en niet wordt gehinderd door disciplinaire grenzen. Het programma biedt bedrijven en andere organisaties een laagdrempelige manier om aan te sluiten bij wetenschappelijk onderzoek dat moet leiden tot maatschappelijke en/of wetenschappelijke impact. NWO draagt ruim 5,3 miljoen euro bij aan zeven toepassingsgerichte technisch-wetenschappelijke projecten. Het bedrijfsleven en andere organisaties doen daar ruim 700 duizend euro bij.
Foto:
Beeld van een stukje longweefsel, een longblaasje, na twee dagen in kweek, gemeten met HHG met in rood collageen, in groen cellen en alle fiber bundels, en in blauw elastine, beeld gemaakt door PhD student Y. Ma.