AstraZeneca Foundation Awards 2020: artificiële intelligentie, het norovirus en de impact van milieuvervuiling op gezondheid. Vier onderzoeken vallen in de prijzen.

14/12/2020 13:17

Hoe kunnen we artificiële intelligentie inschakelen om een coma beter te begrijpen en te voorspellen? Of om sneller de diagnose van bepaalde immuunziektes te kunnen achterhalen? Welke invloed heeft milieuvervuiling op de gezondheid, zelfs nog voor de geboorte? Tot slot, hoe kunnen we onderzoek naar een behandeling voor het norovirus een versnelling hoger schakelen?  De Prijs van de AstraZeneca Foundation gaat vandaag naar twee vrouwen en twee mannen, voor deze vier Belgische onderzoeken.
 
BESTRIJDEN VAN EEN WERELDWIJD VIRUS: HET NOROVIRUS
 
Het is een van de pandemieën die niemand in de mond neemt, die van het norovirus. Dit gastro-intestinale virus komt wereldwijd voor en discrimineert niet, want het treft personen van alle leeftijden.
 
Elk jaar telt de Wereldgezondheidsorganisatie 685 miljoen gevallen. Volgens de CDC (Centers for Disease Controle and Prevention) krijgt elke persoon minstens vijf keer in zijn of haar leven hiermee te maken. Bij bepaalde patiënten is er sprake van diarree en braken. Andere lopen groter risico’s: oudere personen maar vooral kinderen. “We weten dat het norovirus even verspreid is in landen met hoge als in landen met lage inkomens” aldus onderzoekster Joana Rocha-Pereira. “Maar in landen met lage inkomens komt het norovirus met een hoge mortaliteit, in het bijzonder bij kinderen. Een ernstige diarree op een heel jonge leeftijd, bij slecht gevoede kinderen, kan omslaan in een heel ernstige infectie. Vandaag de dag is diarree nog steeds een van de belangrijkste doodsoorzaak bij kinderen jonger dan vijf jaar.”
 
In het Laboratorium Virologie en Chemotherapie aan de KULeuven, voert Joana Rocha-Pereira een heuse strijd tegen het norovirus. Haar doel: een behandeling vinden om dit virus te verslaan. “We gaan op zoek naar geneesmiddelen die zich richten op het virus en zijn eiwitten”, legt Joana Rocha-Pereira uit. “We zijn van mening dat we op deze manier de beste kansen hebben om een heel krachtig en heel specifiek effect te verkrijgen tegen het virus. Er zijn vele types van het norovirus, dus willen we beschikken over een breed spectrum. Het is belangrijk om een geneesmiddel te hebben dat zich op alle types richt. Op deze manier hebben antivirale geneesmiddelen de meeste zin, wanneer ze een grote groep van virussen kunnen bestrijden.”
 
Om sneller resultaat te boeken werkt de onderzoekster en haar team voortaan met zebravislarven. Hun immuunsysteem gelijkt sterk op dat van de mens. Joana Rocha-Pereira kan dus het menselijke virus hiermee kweken. Deze enorme stap voorwaarts laat haar toe om het norovirus beter te begrijpen: hoe veroorzaakt het virus de ziekte, welke organen infecteert het virus? Dit zijn belangrijke stappen in de zoektocht naar een behandeling.
 
DIAGNOSE VAN IMMUUNZIEKTEN IN 30 SECONDEN
 
Voor Yvan Saeys, bio-informaticus aan de Universiteit Gent en aan het VIB (Vlaams Instituut voor Biotechnologie), is beroep doen op artificiële intelligentie en machine learning de normaalste zaak van de wereld. Net zoals overal in de wereld is het voor de immunologen van het Universitair Ziekenhuis in Gent moeilijk om de diagnose van bepaalde zeldzame ziekten te stellen: “Nemen we als voorbeeld de primaire immuunstoornissen”, aldus de onderzoeker. “Het zijn heel complexe aandoeningen om te kunnen diagnosticeren. Meestal ondergaan deze patiënten eerst een aantal etappes om andere ziektes uit te sluiten. Het kan maanden, zelfs jaren duren vooraleer de patiënt uiteindelijk de juiste diagnose te horen krijgt. De methode die we ontwikkelen bestaat uit het afnemen van een bloedstaal om dit vervolgens in een systeem te stoppen. In vergelijking met de methodes die nu beschikbaar zijn, gebeurt de diagnose sneller en is ze preciezer.” 
 
Dit nieuwe systeem is gebaseerd op flowcytometrie waarmee het immuunsysteem snel in kaart kan worden gebracht. Dankzij artificiële intelligentie en machine learning gebeuren de analyses grondiger en sneller: de huidige apparaten kunnen 25.000 cellen/seconde en 30 parameters van elke cel analyseren. De diagnose kan binnen de 30 seconden bekend zijn: “Wij hopen dat ons systeem generiek genoeg zal zijn om te kunnen toepassen bij andere aandoeningen waarvan de diagnose kan gebeuren door middel van flowcytometrie”, legt Yvan Saeys uit. “Op dit ogenblik werken we aan het myelodysplastisch syndroom dat tot leukemie kan leiden. Het belang ervan is natuurlijk om zo vroeg mogelijk de diagnose bij de patiënten te kunnen stellen om vervolgens vroeger een behandeling op te starten.”
 
Hoewel apparaten artsen helpen om tijd vrij te maken voor andere analyses, zal een apparaat nooit artsen vervangen. De interactie tussen artsen en experts in artificiële intelligentie zal cruciaal zijn voor de ontwikkeling van de meest nuttige algoritmes voor de klinische praktijk.
 
AI OM GEZONDHEIDSTOESTAND PATIËNT TE VOORSPELLEN NA ONTWAKEN UIT COMA
 
Aan de Universiteit van Luik probeert men reeds lange tijd te begrijpen in welke bewustzijnstoestand bepaalde patiënten zich bevinden na een coma. Om dat te achterhalen deed Athena Demertzi (teamleader van de GIGA- Consciousness Research Unit) beroep op artificiële intelligentie (AI) om de verschillende schema’s te ontcijferen waarmee onze hersenen zijn georganiseerd: “Dit onderzoek vloeit voort uit vragen van familieleden en artsen”, legt de onderzoekster uit. “Families hebben nood aan informatie over de bewustzijnstoestand van hun naasten. We moesten een toegankelijke oplossing vinden die niet duur is. Op dat moment kwam een functionele MRI als oplossing naar voor. Gedurende tien minuten leggen we de onbewuste patiënt in dit apparaat en registreren we de gegevens.”
 
Dankzij algoritmes analyseerde het team de gegevens van tientallen patiënten. Met machine learning konden deze algoritmes evolueren. Het is inderdaad zo dat hoe meer gegevens ze krijgen, hoe meer ze eruit leren. Met de resultaten was het op die manier mogelijk om de bewustzijnstoestand van deze patiënten te bepalen: vegetatieve toestand (wakker, niet-reagerend) of minimaal bewustzijn bijvoorbeeld. Op basis hiervan heeft het team van Athena Demertzi classificaties op punt gesteld. Deze laten toe om de bewustzijnstoestand van de patiënt te bepalen en de ondersteunende hersenschema’s van de toestand waarin hij of zij zich bevindt.

Doel van de onderzoekster: voorspellen hoe een persoon verder gaat evolueren. “Op termijn”, legt ze uit, “wil ik weten of de combinatie van gegevens van een functionele MRI en van een elektro-encefalogram ons meer kan leren over de klinische diagnose. Maar ook over de prognose om te weten of iemand uit een dergelijke toestand kan ontwaken.”  
 
EFFECTEN VAN MILIEUVERVUILING TIJDENS DE EERSTE LEVENSDAGEN
 
Milieuvervuiling en de opwarming van de aarde hebben een impact op de gezondheid. Tim Nawrot en zijn team wilden hier iets mee aanvangen. Wat zijn de exacte gevolgen en vanaf wanneer is de mens hieraan blootgesteld? Om dit te weten te komen rekruteerde dit team van de Universiteit Hasselt een cohorte van 2.000 duo’s moeder-kind, geboren in Limburg. Het team bestudeert het verouderingsproces van cellen en dit vanaf de eerste levensdag. “Bij de geboorte nemen navelstrengbloed en bewaren de placenta in een biobank.   We bestuderen merkers van cellulaire veroudering in de placenta en het navelstrengbloed”, legt Tim Nawrot uit. “We meten ook de blootstelling voor de geboorte aan roetdeeltjes, hormoonverstorende stoffen zoals parabenen maar ook essentiële stoffen zoals jodium. Met andere woorden: wat de moeder via lucht of voeding binnenkrijgt vinden we in de placenta terug en waarschijnlijk zelfs in de foetus.”
 
Het team bestudeert de telomeren, de beschermende uiteinden van de chromosomen. Hun databank met de lengte van telomeren vanaf de geboorte is de grootste in de wereld. Dankzij deze databank hebben Tim Nawrot en zijn team een verrassende ontdekking gedaan: het DNA van kinderen die het meest aan milieuvervuiling en klimaatopwarming waren blootgesteld, wijzigt al voor de geboorte. “Wat we op celniveau vaststellen is dat bepaalde baby’s ouder zijn dan andere”, legt Tim Nawrot uit. “Tussen pasgeborenen is er dus een verschil: de telomeren van bepaalde baby’s zijn langer dan die van andere. Tijdens het verouderingsproces worden deze capsules korter. We kunnen ons inbeelden dat wanneer je geboren wordt met langere capsules op de chromosomen, je in feite over een betere buffer beschikt om de veranderingen tijdens je leven te doorstaan.”
 
Net zoals genetica bepalen omgevingsfactoren onze gezondheid vanaf de geboorte. In welke mate? Om de oorsprong en evoluties van ziektes beter te begrijpen, zal Tim Nawrot de moeders en hun kinderen op de leeftijd van vier jaar terugzien.
 
“Het is de bedoeling dat grenswaarden voor blootstellingen beter rekening houden met de gevoelige periodes in het leven waaronder blootstelling voor de geboorte. We moeten immers de meest gevoelige levensfases beschermen om risico’s te beperken”, zegt Tim Nawrot.
 
AstraZeneca FOUNDATION
 
Elk jaar ondersteunt de Astra Zeneca Foundation onderzoeken van meerdere wetenschappers. In 2020  staan de volgende drie disciplines in de spotlight: nieuwe ontdekkingen in antivirale therapie, gezondheidseffecten van milieu en klimaatverandering, en patiëntenzorg door middel van artificiële intelligentie. Professoren van Belgische universiteiten hebben volledig onafhankelijk deze thema’s gekozen om wetenschappers te helpen uitmuntend onderzoek te verrichten in domeinen die enorm belangrijk zijn voor de volksgezondheid.
 
Sinds 1993 heeft de AstraZeneca Foundation een duidelijke doelstelling voor ogen: wetenschap en maatschappij dichter bij elkaar brengen, wetenschap in dienst van patiënten.  
 
Een jury van het Fonds Wetenschappelijk Onderzoek (FWO) en het Fonds de la Recherche Scientifique (FNRS) heeft op een onafhankelijke manier de laureaten van de AstraZeneca Foundation Awards aangeduid.
 
Sinds de oprichting heeft de AstraZeneca Foundation reeds 5,3 millions euro besteed aan steun voor onderzoek in België.

Deze component wordt niet ingeladen

Dit komt mogelijks door uw cookiekeuzes. » Meer info