Precisiegeneeskunde of ‘behandeling op maat’ met algoritmes en machine learning

preciesiegeneeskunde

Met doelgerichte medicijnen is precisiegeneeskunde of ‘behandeling op maat’ aan een flinke opmars bezig. Mede dankzij DNA-testen wordt zo’n behandeling op maat voor steeds meer mensen mogelijk.

Een database waarin zowel genetische als klinische data worden opgeslagen, betekent flinke winst voor onderzoek en daarmee voor de patiënt van de toekomst. Tegelijkertijd raken algoritmes, machine learning en geneeskunde steeds meer met elkaar verweven. Informatietechnologie is voor de zorgverlener en patiënt van levensbelang. De arts behoudt echter mandaat voor de behandeling.

Ingrijpende behandelingen

Een operatie, chemotherapie of bestraling (of combinatie hiervan) zijn de traditionele behandelingen voor kanker. Veelal ingrijpende behandelingen die, doordat ze relatief ongericht zijn, ook gezonde cellen schaden.

Zelfs bij een perfecte uitvoering kunnen er complicaties optreden die flink ingrijpen op de kwaliteit van leven van de patiënt. Precisie-medicijnen, ofwel personalized medicine, vallen tumorcellen gericht aan, waardoor de gezonde cellen niet beschadigd worden.

Er is veel onderzoek naar de effectiviteit van deze precisie-medicijnen. Een database vol uitgebreide DNA-profielen speelt een belangrijke rol in dat onderzoek. Deze database is aangelegd door Hartwig Medical Foundation (HMF). Met een uitgebreide DNA-test leveren ze bovendien een bijdrage aan de diagnostiek voor patiënten met uitgezaaide kanker.

Maatwerk

“Voor personalized medicine in de oncologie is het nodig om voldoende biomarkers te hebben”, legt Hans van Snellenberg uit. Hij is directeur van Hartwig Medical Foundation. “Biomarkers vertellen ons wat de patiënt én zijn tumor onderscheidend maakt van andere. Iedere tumor is anders, maar we weten dat DNA een cruciale rol speelt.”

Dat is de kern waarop een behandelend arts in toenemende mate zijn therapiekeuze baseert. Van Snellenberg benadrukt dat we nog lang niet genoeg weten om te spreken van het genezen van alle tumoren. “Waarom gaat een kankercel ongeremd delen en weet het lichaam dit niet te stoppen?

De laatste dertig jaar onderzoek heeft ons veel geleerd over hoe kanker ontstaat en wat noodzakelijk is voor de ontwikkeling van precisieoncologie. Iedere tumor heeft weer eigen zwakke punten. Leren van die zwakke punten betekent het beginpunt van een gerichte aanval op de tumor: de therapiekeuze wordt maatwerk.”

Specifieke medicijnen

Een ruim arsenaal aan geneesmiddelen is ook nodig. Is er maar één geneesmiddel, dan kun je immers geen maatwerkbehandeling geven. Van Snellenberg: “We verkeren in de oncologische geneeskunde op een punt dat er nog nooit zoveel specifieke geneesmiddelen geweest zijn als nu.”

In de ‘Horizonscan Geneesmiddelen’ verzamelt het ZorgInstituut Nederland, in opdracht van het ministerie van VWS en in samenwerking met farma, alle doelgerichte medicijnen die momenteel in verschillende stadia van ontwikkeling zijn. Het zijn er nu meer dan honderd. Om resistentie uit te stellen, worden ook combinaties van dergelijke medicijnen getest.

Genetische en klinische data

Hartwig Medical Foundation heeft inmiddels een grote database aangelegd. De genetische data, afgeleid van het DNA, zijn gecombineerd met klinische data van de patiënten. De klinische data bestaan uit algemene gegevens van de patiënt: leeftijd en geslacht, behandelgegevens, therapie en werking en metingen van progressie (of niet) van de ziekte.

Deze genetische en klinische gegevens van nu al meer dan vierduizend patiënten zijn opgeslagen. Er lopen meer dan honderd onderzoeken wereldwijd waarbij honderden onderzoekers gebruikmaken van de verzamelde data.

Naast de opbouw van de database heeft Hartwig Medical Foundation met de opgebouwde kennis en expertise een uitgebreide diagnostische DNA-test ontwikkeld. Deze maakt gebruik van een technologie genaamd Whole Genome Sequencing (WGS).

Van Snellenberg: “Op dit moment voeren ziekenhuizen verschillende diagnostische testen uit die zich voor een beperkt aantal typen kanker op een selectief aantal DNA-kenmerken van de tumor richten. Groot voordeel ten opzichte van de huidige tests is dat bij de uitgebreide DNA-test het gehele DNA van de tumor in kaart wordt gebracht.”

Het resultaat van deze test is een volledig beeld van alle behandelmogelijkheden voor de patiënt. “In verschillende studies is al aangetoond dat het meerwaarde heeft om de diagnostiek te verrijken met de uitgebreide DNA-test”, aldus Van Snellenberg. “Nu moet de test ook praktisch gevalideerd worden. Daarom vragen we patiënten om mee te doen met het WIDE-onderzoek.”

WIDE (Implementatie in de standaard Diagnostiek voor Elke kankerpatiënt) brengt de haalbaarheid van de DNA-test in de ‘standard of care’ in kaart. Gedurende twee jaar wordt de uitgebreide DNA-test vergeleken met de zogeheten standard of care-diagnostiek. Onderzoekers van het Antoni van Leeuwenhoek, UMC Utrecht en Hartwig Medical Foundation hebben hiervoor € 1,5 miljoen subsidie van ZonMw gekregen.

Tumorprofielen

Ook binnen andere klinische onderzoeken is de uitgebreide DNA-test voor patiënten beschikbaar. Deze onderzoeken worden uitgevoerd onder verantwoordelijkheid van het Center for Personalized Cancer Treatment (CPCT). Een van die studies is de CPCT02 studie, die voor verschillende cohorten van patiënten is ingericht.

Zo start begin 2020 een onderzoek voor patiënten met alvleesklierkanker. De Drug Rediscovery Protocol-studie (DRUP) maakt ook gebruik van de uitgebreide DNA-test. Onderzoekers van DRUP zoeken naar de effectiviteit van gerichte antikankermedicijnen gebaseerd op tumorkenmerken waar het medicijn nu nog niet voor is geregistreerd.

Van Snellenberg: “Bij doelgerichte medicijnen gaan we uit van tumorprofielen en niet van het orgaan waar de tumor zit. Het orgaan speelt wel mee, maar bepaalt niet primair de behandeling. Theoretisch kunnen tumorprofielen in verschillende organen dan ook dezelfde behandeling krijgen.”

Wereldwijd bekend

Een database als deze is nooit ‘af’. Nieuwe cohorten worden continu toegevoegd. Via verschillende onderzoeken hebben inmiddels al 44 ziekenhuizen meegewerkt aan de database. Hierdoor is de HMF-database nu al wereldwijd bekend, al komt dat ook doordat het de enige database van deze omvang is met gemetastaseerde patiënten inclusief hun klinische data. Dat is de grote meerwaarde die partijen als HMF toevoegen boven de data die ziekenhuizen zelf verzamelen in hun EPD.

Een andere meerwaarde is dat een arts nooit op de hoogte kan zijn van alle driehonderd onderzoeken die op een bepaald moment in de tijd lopen of tot resultaten leiden. Laat staan van de miljoenen DNA-profielen in relatie tot genoten behandelingen. Daarvoor hebben ze data, computerkracht en machine learning nodig. En dat is nu net wat de database hun biedt.

Mandaat

Tegelijkertijd is een database zoals die van HMF niets zonder de inbreng van de arts. “Wij kennen de patiënt niet”, vertelt Van Snellenberg. “De arts heeft het volledige beeld en kent de voorgeschiedenis en persoonlijke omstandigheden van de patiënt. Het mandaat voor een gekozen behandeling blijft dus altijd bij de arts én de patiënt. Het rapport dat uit de DNA-test komt, levert een bijdrage aan het schetsen van verschillende behandelopties. Het is aan de arts en de patiënt om die af te zetten tegen variabelen als ‘kwaliteit van leven’ en ‘zo lang mogelijk leven’. Dat samen, draagt bij aan de behandeling op maat.”

Gerelateerde berichten...

X