Avontuurlijke wetenschap
Een verstandelijke beperking beter voorspellen en herkennen. Een scherpere, pixel-vrije MRI-scan dankzij AI. Minder schade door chemotherapie door meer te sporten en eiwitrijk te eten. Zonder dierproeven testen of medicijnen veilig zijn. Dit is zomaar een greep uit de negen vraagstukken waar jonge, talentvolle onderzoekers van het UMC Utrecht een prestigieuze Veni-beurs voor hebben gekregen. Door verder te durven kijken dan hun eigen discipline maken zij het verschil voor de zorg van nu maar ook voor (over)morgen.
Een mens is meer dan alleen het orgaan waar iets aan mankeert. Soms moet je als onderzoeker verder kijken dan alleen net dat ene onderdeeltje dat ‘stuk’ is. Daarvoor is niet alleen wetenschappelijke kennis, maar ook durf, doorzettingsvermogen en creativiteit voor nodig.
Om dit te stimuleren reikt de NWO (Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek) elk jaar de Veni-beurs uit aan avontuurlijke, talentvolle en baanbrekende wetenschappers. Met deze beurs kunnen zij de komende drie jaar hun ideeën verder ontwikkelen. Maar liefst negen onderzoekers van het UMC Utrecht zijn beloond met deze eer en een bedrag van ongeveer 320.000 euro. We presenteren hen en hun voortvarende werk vol trots:
Betrouwbaar bewijs uit reguliere zorgdata (Wouter van Amsterdam)
Artsen en beleidsmakers gebruiken steeds vaker zorgdata uit patiëntendossiers en registraties om medische beslissingen te onderbouwen, vooral wanneer klassieke klinische trials niet mogelijk zijn. Zulke studies zijn echter gevoelig voor fouten in opzet en analyse, wat kan leiden tot misleidende conclusies.
Wouter van Amsterdam gaat daarom een digitale onderzoeksassistent ontwikkelen die onderzoekers helpt om dit soort studies zorgvuldiger en transparanter uit te voeren. De assistent controleert belangrijke keuzes tijdens het onderzoek en maakt aannames en onzekerheden zichtbaar. “Mijn droom is een open en gevalideerde AI-assistent die onderzoek met zorgdata toegankelijker én betrouwbaarder maakt,” zegt hij. “Zo kunnen zorgprofessionals beter onderbouwd beoordelen welke behandeling voor welke patiënt het beste werkt.”
De puzzel achter het hersenaneurysma (Mark Bakker)
Een hersenaneurysma is een levensbedreigende uitstulping van een slagader in het hoofd. Een hersenaneurysma kan knappen en daarbij blijvende schade veroorzaken. Erfelijke factoren spelen een belangrijke rol. Onderzoekers hebben al veel genen gevonden die aan het risico bijdragen: elk een stukje van de puzzel.
Maar het ontstaan van een hersenaneurysma blijkt een ingewikkeld geheel te zijn dat niet uit één, maar meerdere puzzels bestaat. Er is geen manier om de losse puzzelstukjes aan de juiste puzzel te koppelen. Mark Bakker ontwikkelt en gebruikt in dit onderzoek een methode die de stukjes op de juiste plek legt. "Alleen zo kunnen we beter voorspellen wie een verhoogd risico op een hersenaneurysma heeft en patiënten beter behandelen," vertelt hij.
Daarmee wil hij niet alleen het onderzoek naar hersenaneurysma's vooruithelpen. "Ik hoop dat mijn aanpak uiteindelijk een nieuwe standaard wordt. Niet alleen voor hersenaneurysma's, maar voor het onderzoek naar erfelijke ziekten in het algemeen."
Ontwikkelingsachterstand herkennen en voorspellen (Nathalie Claessens)
Een ontwikkelingsachterstand is een van de meest voorkomende aandoeningen in de kindergeneeskunde. Toch kunnen artsen ouders vaak weinig vertellen over de oorzaak, en hoe het kind zich verder zal ontwikkelen.
Daarom gaat Nathalie Claessens MRI-scans, stofwisselingsonderzoeken en genetische uitslagen opnieuw onderzoeken. Ze gebruikt daarvoor nieuwe technieken die vroege hersenontwikkeling zichtbaar maken.
Door die bevindingen te koppelen aan het dagelijks functioneren, helpt het onderzoek om al op jonge leeftijd beter in te schatten hoe een kind zich verder ontwikkelt. “Mijn doel is nieuwe inzichten te krijgen in de hersenontwikkeling van kinderen met een ontwikkelingsachterstand,” vertelt Nathalie. “Daarmee hoop ik ouders meer duidelijkheid te geven over de toekomst van hun kind.”
Sterker de chemotherapie door (Anouk Hiensch)
Sommige soorten chemotherapie kunnen schade veroorzaken aan skeletspieren en het hart. Daardoor kunnen patiënten zich vermoeider voelen, de behandeling minder goed verdragen en zelfs chronisch hartfalen ontwikkelen.
Onderzoekers denken dat dit komt doordat chemotherapie de mitochondriën verstoort: de energiefabriekjes van onze cellen. Anouk Hiensch onderzoekt of een combinatie van bewegen en een eiwitrijk voedingspatroon deze schade kan beperken bij mensen met een lymfoom (lymfeklierkanker).
Met een speciale, niet-invasieve beeldvormingstechniek meet zij hoe goed de mitochondriën blijven werken. “Ik hoop aan te tonen dat beweging en eiwitrijke voeding schade aan hart en spieren kunnen beperken,” zegt Anouk. “Ik hoop dat leefstijlinterventies daarmee in de toekomst een vast onderdeel worden van de behandeling van kanker.”
Het geheim van een geslaagde studie (Amos de Jong)
Klinisch onderzoek is nodig om patiënten van goede zorg te voorzien. Veel klinische geneesmiddelstudies hebben moeite met het vinden van voldoende studiedeelnemers en stoppen daarom vroegtijdig. En als een studie te vroeg stopt, is er onvoldoende bewijs om goede beslissingen te nemen.
Daarom wil Amos de Jong onderzoeken welke procedures studiedeelname verbeteren. Denk aan methodes zoals betere werving, betere opmaak van de toestemmingsformulieren en flexibele vervolgafspraken. "Uiteindelijk hoop ik dat de resultaten van dit onderzoek bijdragen aan het efficiënter uitvoeren van geneesmiddelstudies,” vertelt Amos. “Hierdoor hoop ik dat patiënten sneller toegang hebben tot effectieve behandelingen."
Samen sterker tegen het RS-virus (Natalie Mazur)
Het Respiratoir Syncytieel Virus (RS-virus) is wereldwijd een belangrijke oorzaak van longontsteking bij jonge kinderen. Nieuwe preventiemethoden beschermen baby’s met één antistof, maar het virus kan veranderen en ontsnappen.
Daarom onderzoekt Natalie Mazur of het combineren van meerdere antistoffen dit kan voorkomen. Of dat één antistof die verschillende delen van het virus herkent, hetzelfde kan doen. Ze bestudeert hiervoor hoe het virus verandert onder invloed van antistoffen. Die kennis gebruikt ze om verbeterde antistoffen te ontwerpen.
“Mijn droom is dat we ieder kind, waar ook ter wereld, kunnen beschermen tegen RSV,” zegt Natalie. “Daarnaast hoop ik dat de inzichten uit dit onderzoek de basis vormen voor nieuwe en slimmere antistoffen tegen andere virussen.”
Niet alles wat kan, helpt (Sanne van Munster)
Veel patiënten krijgen jarenlang medische controles, terwijl vaak niet is aangetoond dat deze echt nodig zijn. Daarom onderzoekt Sanne van Munster wanneer artsen zulke controles veilig kunnen verminderen of stoppen.
Zij gebruikt daarvoor gegevens uit een landelijk programma waarin artsen controles van inwendige kijkonderzoeken bij mensen met een Barrett-slokdarm hebben afgeschaft. Bij een dergelijke slokdarm is het slijmvlies aangetast door langdurige blootstelling aan maagzuur.
Daarmee bepaalt zij hoeveel gezondheidsrisico acceptabel is voordat nieuwe controles nodig zijn. Door medische gegevens, kosten en de voorkeuren van patiënten en artsen te combineren, ontwikkelt zij duidelijke richtlijnen voor passende zorg. “Ik hoop dat mijn onderzoek daarmee een nieuwe manier van denken in de zorg op gang brengt: meer zorg is niet altijd betere zorg,” vertelt Sanne. "We moeten alleen controleren of behandelen als dat echt waarde toevoegt voor de patiënt.”
Een lever uit de printer als medicijntester (Paulina Núñez Bernal)
Veel nieuwe geneesmiddelen falen of veroorzaken ernstige bijwerkingen omdat huidige laboratoriummodellen niet goed kunnen nabootsen hoe menselijke organen functioneren. In de lever kunnen medicijnen de productie en het transport van gal verstoren. Dit is een essentieel ontgiftingsproces dat afhankelijk is van nauwe samenwerking tussen verschillende celtypen.
Paulina Núñez Bernal wil een nieuwe manier ontwikkelen om menselijk leverweefsel te maken met behulp van geavanceerde 3D-bioprinttechnologie. Ze verwerkt hiervoor biologische instructies direct in het geprinte biomateriaal. Die instructies stimuleren levercellen om op een natuurlijkere manier samen te werken. “Zo bootsen deze modellen de menselijk lever beter na,” vertelt ze.
“Zo wil ik beter voorspellen hoe nieuwe medicijnen de lever beïnvloeden voordat ze de patiënt bereiken en minder afhankelijk worden van dierproeven.”
AI laat MRI's meer zien dan pixels (Maarten Terpstra)
Artsen gebruiken MRI-scans om ziektes op een minder ingrijpende manier op te sporen. Ze hoeven de patiënt bijvoorbeeld niet te opereren om een idee te krijgen van wat er mis is. Deze scans blijken echter minder effectief om ziekten in een vroeg stadium te vinden. Dat komt omdat gangbare beeldvormende technieken plaatjes bouwen uit pixels: vierkante bouwstenen die niet overeenkomen met de complexe vormen van organen en tumoren.
In dit project ontwikkelt Maarten Terpstra een nieuwe AI-methode om MRI-scans veel scherper te maken. In plaats van de beelden op te bouwen uit pixels, leert de AI om MRI-plaatjes te bouwen op basis van complexe vormen die precies aansluiten bij de echte anatomie van het lichaam. “Met deze techniek kunnen we MRI-scans zo scherp en gedetailleerd maken dat zelfs de allerkleinste structuren zichtbaar worden”, vertelt hij. “Zo hoop ik het onzichtbare zichtbaar te maken en levensbedreigende ziekten eerder op te sporen.”