De toekomst van de geneeskunde: stamcellen, gentechnologie, aangepast DNA

In de zomer van 2008 merkte ik een moedervlek op mijn arm op die groter leek te worden.

Het was echter moeilijk te zeggen. Ik wist niet zeker of het echt was gegroeid - of dat ik gewoon in paniek raakte en hypochonder was zonder goede reden - dus besloot ik het te laten onderzoeken. Hiervoor moest ik een kliniek bellen, een afspraak maken, een paar dagen wachten en dan naar het kantoor van de dokter rijden. Toen ik daar eenmaal was, keek een vrouw met meer dan acht jaar gespecialiseerde medische opleiding lang en hard naar de mol en stelde me er een reeks vragen over – maar toen het allemaal gezegd en gedaan was, had ze er geen definitief antwoord op mij. In plaats daarvan verwees ze me gewoon door naar een andere arts die meer ervaring had met melanoom, en het hele proces begon opnieuw.

Het bleek uiteindelijk niets te zijn, maar de tweede dokter zei dat ik het voor de zekerheid in de gaten moest houden. Acht jaar later, en ik houd het nog steeds in de gaten, maar mijn methoden zijn een beetje geavanceerder geworden. Nu trek ik elke paar maanden een smartphone uit mijn zak, start een applicatie genaamd HuidVisieen maak een foto van de mol. Binnen enkele seconden gebruikt de app geavanceerde beeldherkenningsalgoritmen om de vorm, grootte en kleur van het getroffen gebied en vergelijkt het vervolgens met alle foto’s die ik in het verleden heb gemaakt om mijn risico hierop te beoordelen melanoma.

Met behulp van technologie kan iets dat mij ooit twee weken en meerdere doktersbezoeken kostte, nu worden uitgevoerd in minder tijd dan het kost om mijn schoenen te strikken. Het verbaast me nog steeds dat zo'n radicale transformatie minder dan tien jaar in beslag heeft genomen, dus nu... Elke keer dat ik de app start, vraag ik me af wat voor vooruitgang we de komende tien jaar zullen zien.

Hoe zal de geneeskunde er over tien jaar uitzien? Zullen we worden geopereerd door robotchirurgen, nieuwe organen op verzoek laten groeien en wonderpillen slikken die al onze kwalen verlichten? Zullen de meest dodelijke ziekten ter wereld genezen worden, of zullen we erachter komen hoe we ze kunnen voorkomen voordat ze zich überhaupt voordoen? Het is gemakkelijk om te speculeren over wat er in de verre toekomst zal gebeuren, maar hoe zit het met de nabije toekomst? Welke wonderlijke dingen zullen – realistisch gezien – mogelijk zijn in 2026?

Om dit te begrijpen, moet je eerst terugkijken naar de tektonische verschuivingen die de afgelopen tien jaar hebben plaatsgevonden en die zich in de toekomst zullen blijven doorzetten. Hier leest u hoe technologie de geneeskunde in de afgelopen tien jaar radicaal heeft hervormd, en een voorproefje van enkele van de verbazingwekkende ontwikkelingen die de komende tien jaar zullen plaatsvinden.

Het internet van de gezondheid

In 2006 had niemand een smartphone op zak. Het draadloze internet was nog maar net geboren, de iPhone was nog niet uitgebracht en ‘draagbare technologie’ maakte nog niet eens deel uit van de populaire volkstaal. Het is nog maar tien jaar later, en al deze dingen zijn vrijwel alomtegenwoordig in de ontwikkelde wereld.

In tegenstelling tot enig ander moment in de menselijke geschiedenis lopen mensen nu rond met met sensoren bezaaide, met internet verbonden computers die min of meer aan hun lichaam zijn bevestigd. Met deze computers hebben we niet alleen toegang tot een wereld aan gezondheidsinformatie wanneer we die nodig hebben, maar kunnen we ook onze persoonlijke gezondheid op ongekende nieuwe manieren volgen.

Zelfs een goedkope smartphone kan je hartslag controleren, het aantal stappen tellen dat je zet of de kwaliteit van je slaap 's nachts monitoren. Als u iets geavanceerder nodig heeft, zijn er ook talloze hulpstukken beschikbaar die uw mobiele apparaat kunnen transformeren in vrijwel elk medisch hulpmiddel dat u ooit nodig zou kunnen hebben. A smartphone-aangedreven otoscoop kan oorinfecties diagnosticeren, a slimme stethoscoop kan ongebruikelijke hartritmes identificeren, en a smartphone-verbonden moleculaire spectrometer kan u de chemische samenstelling vertellen van alle voedingsmiddelen of pillen die u tegenkomt. En dat zijn er maar een paar.

De SkinVision-app kan een huidvlek in de loop van de tijd volgen om het risico op melanoom te berekenen. (Credit: HuidVisie)

Deze ongelooflijke overvloed aan apps, sensoren en informatie heeft al een grote verschuiving in gang gezet, weg van de traditionele medische praktijken.

“Wat we feitelijk zien is de digitalisering van mensen”, zegt dr. Eric Topol, cardioloog en directeur van het Scripps Translational Science Institute. “Al deze nieuwe hulpmiddelen geven je de mogelijkheid om de medische essentie van ieder mens in principe te kwantificeren en te digitaliseren. En aangezien patiënten de meeste van deze gegevens zelf genereren, omdat hun smartphones gemedicaliseerd zijn, staan ​​zij centraal in plaats van de arts. En met slimme algoritmen die hen helpen hun data te interpreteren, kunnen ze, als ze dat willen, emanciperen uit de afgesloten wereld van de traditionele gezondheidszorg.”

Kijkend naar de toekomst gelooft Topol dat smartphones de rol die menselijke artsen spelen in het gezondheidszorgsysteem radicaal zullen veranderen. “Deze hulpmiddelen kunnen ons gebruik van artsen verminderen, de kosten verlagen, het zorgtempo versnellen en patiënten meer macht geven”, legt hij uit. “Naarmate meer medische gegevens door patiënten worden gegenereerd en door computers worden verwerkt, zullen veel van de diagnostische en monitoringaspecten van de geneeskunde verschuiven van artsen. De patiënt zal de leiding gaan nemen en zich vooral tot artsen wenden voor behandeling, begeleiding, wijsheid en ervaring. Deze doktoren zullen geen bevelen uitschrijven; ze zullen advies geven.

Geneeskunde, ontmoet informatica

Computers hebben een lange geschiedenis op het gebied van de geneeskunde. Ziekenhuizen gebruiken ze al sinds de jaren vijftig om medische dossiers bij te houden en patiënten te monitoren, maar computationele geneeskunde – dat wil zeggen met behulp van computermodellen en geavanceerde software om uit te zoeken hoe ziekten zich ontwikkelen – bestaat nog maar relatief kort tijd. Pas ongeveer de afgelopen tien jaar, toen computers drastisch krachtiger en toegankelijker werden, begon het vakgebied van de computationele geneeskunde echt een vlucht te nemen.

Dr. Raimond Winslow, directeur van het Johns Hopkins University Institute for Computational Medicine, dat in 2005 werd opgericht, zegt dat “het vakgebied de afgelopen jaren geëxplodeerd is. Er is een hele nieuwe gemeenschap van mensen die een opleiding volgen in wiskunde, informatica en techniek – en ze krijgen ook een kruisopleiding in de biologie. Hierdoor kunnen ze een geheel nieuw perspectief bieden op medische diagnose en behandeling.”

In plaats van alleen maar ingewikkelde medische vragen te beantwoorden met onze beperkte menselijke denkkracht, zijn we nu begonnen met het inschakelen van de hulp van machines om enorme hoeveelheden gegevens te analyseren, patronen te herkennen en voorspellingen te doen die zelfs geen menselijke arts zou kunnen doorgronden.

“Kijken naar ziekten door de lens van de traditionele biologie is hetzelfde als proberen een zeer complexe legpuzzel in elkaar te zetten met een groot aantal stukjes”, legt Winslow uit. “Het resultaat kan een zeer onvolledig beeld zijn. Computationele geneeskunde kan u helpen te zien hoe de stukjes van de puzzel in elkaar passen om een ​​meer holistisch beeld te geven. We zullen misschien nooit alle ontbrekende stukjes hebben, maar we zullen wel een veel duidelijker beeld krijgen van wat ziekten veroorzaakt en hoe we die moeten behandelen.”

In relatief korte tijd is computationele geneeskunde gebruikt om een ​​aantal behoorlijk ongelooflijke dingen te bereiken: zoals het opsporen van de gen- en eiwitmarkers van colorectale kanker, eierstokkanker en een aantal cardiovasculaire kankers ziekten.

De laatste tijd is het vakgebied zich zelfs verder gaan uitbreiden dan alleen ziektemodellering. Naarmate onze rekenkracht in de loop der jaren is toegenomen, zijn ook de manieren waarop wetenschappers deze krachten gebruiken, uitgebreid. Wetenschappers gebruiken nu technologieën zoals deep-learning-algoritmen en kunstmatige intelligentie om informatie te ontginnen uit bronnen die anders nutteloos of ontoegankelijk zijn.

Neem bijvoorbeeld Dr. Gunnar Rätcsh van het Memorial Sloan Kettering Cancer Center. Hij en zijn team hebben onlangs computers gebruikt om de mysteries van kanker op een totaal onorthodoxe manier te ontrafelen. In plaats van een model van de ziekte te bouwen om deze op biologisch niveau te begrijpen, bouwden Rätcsh en zijn team een ​​model een kunstmatig intelligent softwareprogramma dat honderden miljoenen artsen kan lezen en begrijpen notities. Door deze aantekeningen te vergelijken en de relaties tussen patiëntsymptomen, medische geschiedenis, observaties van artsen en andere te analyseren verschillende behandelingskuren kon het programma verbanden en associaties vinden die menselijke artsen misschien niet hadden merkte op.

“De menselijke geest is beperkt”, legt Rätsch uit, “daarom moet je statistiek en informatica gebruiken.”

En Ratsch is niet de enige die buiten de gebaande paden denkt. Met krachtige nieuwe computers, tonnen nieuwe gegevens en een groot aantal slimme nieuwe benaderingen bedenken onderzoekers totaal verschillende manieren om complexe medische problemen aan te pakken.

Onderzoekers hebben bijvoorbeeld onlangs een machinaal leeralgoritme ontwikkeld dat de verspreiding van ziekten bijhoudt door Twitter te doorzoeken op geotagged tweets over ziek zijn. Door deze gegevens te analyseren kunnen epidemiologen nauwkeuriger voorspellen waar virussen zoals griep zich waarschijnlijk zullen verspreiden, waardoor gezondheidsfunctionarissen vaccins effectiever kunnen inzetten.

In een ander onderzoek trainden onderzoekers een kunstmatig neuraal netwerk om patronen in MRI-scans te herkennen, wat uiteindelijk resulteerde in een systeem dat niet alleen de aanwezigheid van de ziekte van Alzheimer kon detecteren, maar ook kon voorspellen wanneer de ziekte waarschijnlijk zou verschijnen bij een verder gezonde persoon geduldig.

We hebben ook algoritmen die dat kunnen diagnose van depressie en angst door patronen in uw spraak te analyseren, en zelfs de verspreiding van Ebola voorspellen door de trekactiviteit van geïnfecteerde vleermuizen te analyseren. En de lijst gaat maar door. Dit zijn slechts enkele voorbeelden van een grotere trend. Computertechnologie is inmiddels tientallen verschillende medische beroepen binnengedrongen, en zal zijn vingers blijven spreiden totdat het alle uithoeken van het medisch onderzoek en de medische praktijk heeft bereikt.

Genbewerking

Elke discussie over de belangrijkste vooruitgang die de afgelopen tien jaar heeft plaatsgevonden, zou jammerlijk onvolledig zijn zonder CRISPR-Cas9 te noemen. Deze ene techniek is zonder twijfel een van de grootste verworvenheden van onze tijd en zal een diepgaand effect hebben op de toekomst van de geneeskunde.

Voor niet-ingewijden: CRISPR-Cas9 is een genoombewerkingstechniek waarmee wetenschappers genen kunnen bewerken met ongekende precisie, efficiëntie en flexibiliteit. Het werd ontwikkeld in 2012 en heeft zich sindsdien als een lopend vuurtje door de biologie verspreid.

De afkorting CRISPR staat voor Clustered Regular Interspaced Short Palindromic Repeats. Dat betekent waarschijnlijk niet veel voor u, tenzij u bioloog bent, maar in een notendop verwijst het naar een adaptief immuunsysteem. systeem dat microben gebruiken om zichzelf te verdedigen tegen binnendringende virussen door hun DNA vast te leggen en erop te richten opeenvolgingen. Enkele jaren geleden realiseerden wetenschappers zich dat deze techniek zou kunnen worden omgezet in een eenvoudige en betrouwbare techniek voor het bewerken – in niet minder dan levende cellen – van het genoom van vrijwel elk organisme.

Om eerlijk te zijn: CRISPR is niet het eerste hulpmiddel voor het bewerken van genoom dat ooit is gemaakt. Eerder konden wetenschappers genen bewerken met processen als TALENS en zinkvingernucleasen. Deze eerdere technieken doen echter niets af aan de eenvoud van CRISPR. Beide vereisen dat wetenschappers voor elk DNA-doelwit aangepaste eiwitten bouwen – een proces dat veel meer tijd en moeite kost dan de relatief eenvoudige RNA-programmering die CRISPR gebruikt.

“We konden al deze genetische manipulatie al eerder doen”, legt Josiah Zayner, biohacker en bioloog, uit, “maar eerdere dingen die mensen gebruikten, zoals zinkvingernucleasen en TALENS, moesten op een eiwit worden gebouwd niveau. Dus als je iets voor een bepaald gen zou willen manipuleren, zou het ongeveer zes maanden duren om de eiwitten zo te manipuleren dat ze aan het DNA binden. Als ik met CRISPR een nieuw CRISPR-experiment wil doen, kan ik online gaan, naar een van deze DNA-synthesebedrijven gaan, 100 verschillende dingen bestellen, en morgen zou ik mijn experimenten kunnen doen. Dus het ging van zes maanden naar, nou ja – sommige van deze bedrijven verzenden nu 's nachts – dus je kunt niet alleen 100 keer zoveel onderzoek doen, je kunt het ook 100 keer sneller doen dan voorheen.’

Simpel gezegd heeft CRISPR een aantal van de grootste hindernissen weggenomen waar DNA-onderzoekers over de hele wereld voor staan. De sluizen staan ​​nu open en iedereen kan aan genbewerking doen.

In het decennium voorafgaand aan de ontwikkeling van de CRISPR-Cas9-techniek werd CRISPR slechts 200 keer genoemd in wetenschappelijke publicaties. Alleen al in 2014 is dat aantal verdrievoudigd, en we zien geen tekenen van vertraging op korte termijn.

Alleen al in de afgelopen twee jaar hebben onderzoekers met succes CRISPR gebruikt om te engineeren gewassen die immuun zijn tegen bepaalde schimmelziekten, het uitroeien van HIV-1 uit geïnfecteerde muizencellen en het uitvoeren van volledige genoommanipulatie.

En dit is nog maar het begin. Terwijl ik deze woorden schrijf, zijn de eerste onderzoeken naar genbewerking bij mensen daadwerkelijk aan de gang. In augustus zal een groep Chinese onderzoekers proberen een patiënt met kanker te behandelen door de persoon te injecteren met cellen die zijn aangepast met behulp van de CRISPR-Cas9-methode. Meer specifiek is het team van plan witte bloedcellen af ​​te nemen van patiënten met een bepaald type long kanker, bewerk die cellen zodat ze kanker aanvallen en breng ze vervolgens opnieuw in de cellen van de patiënt lichaam. Als alles volgens plan verloopt, zullen de gemanipuleerde cellen de kankercellen opsporen en doden, waarna de patiënt volledig zal herstellen.

Een litanie van succesvolle dierproeven suggereert dat CRISPR een enorm potentieel heeft bij de behandeling van ziekten bij de mens. Maar de grootste kracht van CRISPR is misschien niet dat het zo eenvoudig en effectief is; het is dat de techniek zo toegankelijk is geworden dat iedereen hem kan gebruiken.

Dankzij een start-up voor biotechbedrijven in Californië kan nu iedereen met $ 140 een exemplaar in handen krijgen doe-het-zelf CRISPR-kit en begin met het uitvoeren van basisexperimenten voor genbewerking, direct in de keuken balie. Zayner, de oprichter van het bedrijf, hoopt dat het in handen geven van deze tools aan burgerwetenschappers onze collectieve kennis van DNA enorm zal vergroten.

“Er zijn zoveel mensen met al deze kennis, vaardigheden, creativiteit en capaciteiten die niet worden benut”, zei Zayner. ‘Ik heb ergens gelezen dat er momenteel meer dan zeven miljoen hobbycomputerprogrammeurs in de wereld zijn – wat krankzinnig is als je bedenkt dat er in 1970 nauwelijks genoeg waren om een ​​garage te vullen. Maar als het om genetische manipulatie en DNA gaat, werken we hier al langer aan, of in ieder geval even Zolang er computers bestaan, zijn er waarschijnlijk nog maar een paar duizend hobbyistische wetenschappers bezig experimenten. Dat is wat ik wil veranderen. Waar zou onze medische wereld zijn als er zeven miljoen hobbybiologen waren?”

Regeneratieve geneeskunde wordt volwassen

In 1981 bereikten twee Britse wetenschappers een enorme doorbraak. Voor het eerst zijn ze erin geslaagd embryonale stamcellen in een laboratorium te kweken. Stamcellen – de cellulaire stopverf waaruit alle weefsels van het lichaam zijn gemaakt – hebben een vrijwel eindeloze lijst van potentiële medische toepassingen, en sinds hun ontdekking zingen wetenschappers hun stem lof. Jarenlang is ons verteld dat stamcelonderzoek een toekomst zal inluiden waarin we weefsels, organen en zelfs volledige ledematen opnieuw kunnen laten groeien. Maar hoewel we hun potentieel al lang kenden, ontdekten we pas onlangs hoe we stamcellen echt in ons collectieve voordeel konden gebruiken.

Het punt is dat we onderweg een paar wegversperringen tegenkomen. Nadat in 1981 muizenstamcellen voor het eerst werden gekweekt, duurde het nog eens achttien jaar voordat wetenschappers met succes menselijke embryonale stamcellen konden isoleren en in een laboratorium konden laten groeien. Toen dit uiteindelijk gebeurde, werd het universeel aanvaard als een monumentale prestatie – maar deze nieuwe technologie werd door de toezichthouders niet met open armen ontvangen.

In 2001 stelde de regering-Bush verlammende beperkingen aan de financiering van onderzoek op menselijke stamcellen in de VS, met het argument dat het creëren van stamcellen cellen vereisten de vernietiging van een menselijk embryo (debatten over abortus en waar het leven wel of niet begint waren destijds zeer spraakmakend tijd). Dit heeft de vooruitgang in andere delen van de wereld niet belemmerd. In 2006 ontwikkelde een Japanse wetenschapper met de naam Shinya Yamanaka een manier om embryonale cellen te maken uit volwassen cellen – waardoor de noodzaak wordt vermeden om een ​​embryo te vernietigen om een ​​bruikbare, veelzijdige stam te maken cellen.

Stamcellen bieden wetenschappers een manier om weefsel te regenereren waarvan men dacht dat het voor altijd verloren was gegaan. (Credit: Juan Gärtner/123RF)

Vanaf dat moment is het stamcelonderzoek gegroeid als, nou ja, stamcellen. Drie jaar na de pluripotente stamceloplossing van Yamanaka in 2006 hief de regering-Obama de financieringsbeperkingen van de regering-Bush uit 2001 op die aan stamcelonderzoek waren opgelegd. Plotseling gingen de sluizen open en sindsdien is er vrijwel elk jaar een grote doorbraak in de regeneratieve geneeskunde geweest.

In 2010 gebruikten wetenschappers voor het eerst menselijke embryonale stamcellen om iemand met een dwarslaesie te behandelen. In 2012 werden ze met succes gebruikt in een ander proces voor de behandeling van een vrouw met leeftijdsgebonden maculaire degeneratie. En de doorbraken blijven maar komen. Tot nu toe zijn stamcelgerelateerde therapieën gebruikt (of worden ze onderzocht) voor: diabetes, de ziekte van Parkinson, de ziekte van Alzheimer, herstel van traumatisch hersenletsel, hergroei van tanden, gehoorherstel, wondgenezing en zelfs de behandeling van bepaalde leerprocessen handicaps.

In de afgelopen paar jaar zijn onderzoekers zelfs begonnen met het onderzoeken van manieren om stamcellen te gebruiken in combinatie met Additive Manufacturing-methoden – die aanleiding hebben gegeven tot de allernieuwste techniek die bekend staat als 3D bioprinten. Door 3D-printers te gebruiken om steigers te creëren waarop stamcellen kunnen worden geplant, hebben wetenschappers grote vooruitgang geboekt bij het kweken van nieuwe ledematen, weefsels en organen buiten het menselijk lichaam. De hoop is dat we op een dag een punt zullen bereiken waarop we vervangende onderdelen in deze machines kunnen printen transplanteer ze daarna, waardoor onze afhankelijkheid van organen, ledematen en weefsel wordt verminderd of volledig geëlimineerd donoren. Deze techniek staat op dit moment nog in de kinderschoenen, maar is ook een prachtig voorbeeld van hoe de natuurwetenschappen werken biologie kan samensmelten met en profiteren van technologische ontwikkelingen die plaatsvinden buiten de grenzen van het traditionele geneesmiddel.

De gouden eeuw van de neurowetenschappen

In 2014, toen de bekende natuurkundige en futurist Michio Kaku beroemd verklaard dat ‘we de afgelopen tien tot vijftien jaar meer hebben geleerd over het denkende brein dan in de hele menselijke geschiedenis’, verdraaide hij de waarheid niet. De vlezige bundel van elektrisch pulserende neuronen in onze schedels heeft wetenschappers eeuwenlang in verwarring gebracht – maar grotendeels dankzij Door de vooruitgang op het gebied van computer-, detectie- en beeldvormingstechnologieën is ons begrip van het menselijk brein de afgelopen paar jaar dramatisch toegenomen. jaar.

Een stroom aan nieuwe beeld- en scantechnologieën die in de afgelopen decennia zijn ontwikkeld, hebben wetenschappers in staat gesteld de hersenen als nooit tevoren te observeren. We kunnen nu gedachten, emoties, hotspots en dode zones in het levende brein zien, en vervolgens beginnen met het proces van het ontcijferen van deze gedachten met behulp van krachtige computers.

Dit heeft grote gevolgen voor de toekomst van de geneeskunde. Psychische aandoeningen en neurologische beperkingen zijn de belangrijkste oorzaak van invaliditeit in de VS en veel andere ontwikkelde landen. Volgens de National Alliance on Mental Illness lijdt ongeveer 1 op de 5 mensen aan een of ander geestelijk gezondheidsprobleem. Maar dankzij een aantal nieuwe technologieën die de afgelopen tien jaar tot bloei zijn gekomen, leren we snel hoe we moeten behandelen alles, van neurodegeneratieve ziekten zoals de ziekte van Alzheimer en ALS, tot meer raadselachtige aandoeningen zoals autisme schizofrenie.

Een bijzonder veelbelovende ontwikkeling die recentelijk is opgedoken is de komst van optogenetica – een techniek waarmee wetenschappers individuele neuronen met licht kunnen in- of uitschakelen. Voordat deze methode werd geperfectioneerd, waren standaardprocedures voor het activeren of uitschakelen van neurale netwerken relatief grof. Om te bepalen welke groep neuronen muizen helpt bij het navigeren door doolhoven, zouden wetenschappers bijvoorbeeld invoegen elektroden rechtstreeks in het hersenweefsel van een muis plaatsen, ze een kleine schok geven en duizenden neuronen stimuleren tegelijk. Deze methode was nogal onnauwkeurig, wat het verzamelen van bruikbare gegevens tamelijk moeilijk maakte, maar met optogenetica kunnen wetenschappers nu lichtgevoelige moleculen in specifieke hersencellen en deze individueel manipuleren – wat het veel gemakkelijker maakt om de rol te bepalen die een neuron (of een netwerk van neuronen) speelt in gedrag, emotie of ziekte.

Optogenetica stelt wetenschappers in staat hersencellen individueel aan en uit te zetten met licht. (Credit: Robinson-laboratorium)

Neurowetenschappers over de hele wereld hebben de techniek inmiddels omarmd. “De afgelopen tien jaar hebben honderden onderzoeksgroepen optogenetica gebruikt om te leren hoe verschillende netwerken van neuronen bijdragen aan gedrag, perceptie en cognitie”, zegt Ed Boyden, hoogleraar biologische technologie aan het Massachusetts Institute of Technology en mede-uitvinder van optogenetica. “In de toekomst zal optogenetica ons in staat stellen te ontcijferen hoe verschillende hersencellen gevoelens, gedachten en bewegingen uitlokken – en ook hoe ze mis kunnen gaan en verschillende psychiatrische stoornissen kunnen veroorzaken.”

De punten verbinden

In alle opzichten zijn de afgelopen tien jaar een wervelwind van medische vooruitgang geweest, maar om te begrijpen hoe de geneeskunde de komende tien jaar vooruitgang kan boeken, is het belangrijk om te weten Begrijp niet alleen hoe snel deze medicijngebieden individueel vooruitgang hebben geboekt, maar ook hoe ze beginnen te convergeren, samen te smelten en elkaar te kruisbestuiven. Alle ongelooflijke medische vooruitgang en grote verschuivingen die eerder zijn besproken, bestaan ​​niet in een vacuüm. Ze zijn niet afgesloten van elkaar, of van andere ontwikkelingen buiten de medische wereld. In plaats daarvan fuseren velen van hen op een zeer synergetische manier, wat uiteindelijk het algehele tempo van de medische vooruitgang nog verder verhoogt.

De voortdurende convergentie van computationele geneeskunde en mobiele technologie is een voor de hand liggend voorbeeld, dat zich op twee verschillende schalen afspeelt. Op persoonlijk vlak zorgen steeds krachtigere processors (en ook cloud computing) ervoor dat mobiele telefoons dat kunnen voltooi complexere taken – zoals het herkennen van de groei van een moedervlek – die voor medische doeleinden kunnen worden gebruikt doeleinden. Op collectief niveau kunnen alle medische gegevens die we creëren met onze smartphones en draagbare sensoren worden gebruikt om medische mysteries op grote schaal te ontrafelen.

“De echte revolutie komt niet voort uit het hebben van uw eigen veilige, diepgaande medische datawarehouse op uw smartphone”, zegt Topol, directeur van het Scripps Translational Science Institute. “Het komt uit de cloud, waar we al onze individuele data kunnen combineren. Wanneer die stroom aan gegevens op de juiste manier wordt verzameld, geïntegreerd en geanalyseerd, zal deze een enorm nieuw potentieel bieden op twee niveaus: het individu en de bevolking als geheel. Zodra al onze relevante gegevens worden bijgehouden en machinaal worden verwerkt om de complexe trends en interacties op te sporen die niemand alleen zou kunnen detecteren, kunnen we veel ziekten voorkomen.”

En het zijn niet alleen smartphones en computationele geneeskunde die naar elkaar toegroeien. Een groot aantal verschillende velden en technologieën komen samen – inclusief maar niet beperkt tot neurowetenschappen, genbewerking, robotica, stamcellen, 3D-printen en tal van andere.

Zelfs dingen die ogenschijnlijk enigszins gescheiden zijn – zoals DNA-sequencing en neurowetenschappen – komen samen. Kijk maar eens hoe we nu de meeste hersenaandoeningen diagnosticeren. Jaren geleden vereiste de diagnose van neurologische en psychiatrische aandoeningen dure, invasieve procedures zoals biopsieën en ruggenmergpuncties – maar dankzij moderne DNA-sequencing-technieken die zijn ontwikkeld in de nasleep van het Human Genome Project, kunnen we nu diezelfde ziekten diagnosticeren met een eenvoudige bloedtest. test. In dit geval heeft onze kennis van de genetica geholpen onze kennis van de neurowetenschappen te vergroten – en het is precies dit soort kruisbestuiving die steeds vaker plaatsvindt naarmate verschillende takken van de geneeskunde en technologie geavanceerder worden.

Betalen voor gezondheidszorg, niet voor behandeling

Het punt is dat, net zoals al deze medische en technologische ontwikkelingen met elkaar verbonden zijn, ze ook op onverklaarbare wijze verbonden zijn met zaken als politiek, wetgeving, economie en zelfs traditie. Niet alles beweegt zich in het razend tempo van wetenschap en technologie, dus hoewel de vooruitgang van de geneeskunde zich waarschijnlijk in een tempo zal voortzetten steeds sneller gaat, is het ook belangrijk om te onthouden dat de implementatie van nieuwe medische technieken niet altijd op dezelfde manier zal plaatsvinden snel.

Een bijzonder grote hindernis die de implementatie in de weg staat, is het huidige vergoedingsmodel dat door de meeste gezondheidszorgsystemen wordt gebruikt. In een dergelijk systeem ontvangen artsen betaling voor elke dienst die zij verlenen – of het nu gaat om een ​​kantoorbezoek, een test, een chirurgische ingreep of welke andere vorm van gezondheidszorg dan ook. Dit model creëert een soort belangenconflict, omdat het het gebruik van behandelingen stimuleert en mensen niet noodzakelijkerwijs gezond houdt.

Zoals Dr. Daniel Kraft, oprichter en uitvoerend directeur en voorzitter van Exponential Medicine aan de Singularity University, legt uit dat dit structurele probleem feitelijk de verschuiving naar technologisch geavanceerdere medische zorg ontmoedigt praktijken.

‘Ik ben kinderarts,’ legt hij uit, ‘dus als ik wat van mijn geld verdien door kinderen met oorontstekingen te zien, kan ik ze nu naar huis sturen met een app en een digitale otoscoop – maar daar kan ik geen kosten voor in rekening brengen – ik word niet gestimuleerd om dit nieuwere, effectievere te gebruiken technologie."

De Oto van CellScope gebruikt de camera van uw smartphone om in het binnenoor te kijken en de resulterende beelden naar een arts te sturen. (Credit: CellScope

Dat is een groot probleem, maar zeker niet een probleem dat niet kan worden overwonnen. Eén ding dat de adoptie van deze nieuwe tools en methoden waarschijnlijk zal versnellen, is een overstap naar wat bekend staat als “op waarden gebaseerde zorg.” Zoals Kraft het stelt: “Artsen in dit soort gezondheidszorgsysteem zouden betaald worden om u te houden gezonder. Hun drijfveer zou zijn om u uit het ziekenhuis te houden als ze u hebben ontslagen, en niet om betaald te krijgen om nog meer procedures of biopsieën te doen of recepten.” In een op waarden gebaseerd gezondheidszorgsysteem, legt hij uit, kunnen “artsen en gezondheidszorgteams bonussen krijgen als patiënten dat ook krijgen betere bloedsuikerwaarden, of minder onnodige spoedbezoeken, of hun bloeddruk wordt gecontroleerd met behulp van aangesloten bloeddruk manchetten.”

De transitie van ons huidige ‘fee-for-service’-model naar een op waarde gebaseerd zorgsysteem zal waarschijnlijk niet van de ene op de andere dag gebeuren – maar het gebeurt wel. Een handvol grote medische organisaties, zoals Kaiser Permanente en The Mayo Clinic, zijn begonnen dit te omarmen Dit model, en de groeiende beschikbaarheid van moderne technologieën voor het volgen van de gezondheid, drukken de verschuiving steeds meer in de hand meer.

“Datamodellen zijn aan het verschuiven”, zegt Kraft. “Over tien jaar zal het overgrote deel van de gezondheidszorg worden betaald op basis van de uitkomst ervan – zelfs een deel van de medische zorg apparaten, apps en andere hulpmiddelen worden alleen betaald als ze hebben gewerkt, niet alleen omdat een arts ze heeft voorgeschreven hen. Als dat deel uitmaakt van mijn zorg, en ik word beloond voor betere resultaten of lagere zorgkosten, is de kans veel groter dat ik deze nieuwere, meer hightech hulpmiddelen zal omarmen.’

Wat is er om de hoek?

Houd dus rekening met het exponentiële tempo van de vooruitgang op terreinen als genbewerking, de kruisbestuiving van verschillende terreinen en de wegversperringen die ons ervan weerhouden nieuwe technologieën net zo snel te adopteren als ze zich ontwikkelen – welke veranderingen mogen we in de geneeskunde de komende tien jaar verwachten? jaren?

Het gemakkelijkst verteerbare antwoord op deze vraag komt ongetwijfeld van dr. Leroy Hood en zijn idee van de P4-geneeskunde, waarin de P’s staan ​​voor: voorspellend, preventief, gepersonaliseerd en participatief.

In de loop van het komende decennium zal de geneeskunde steeds voorspellender van aard worden. Naarmate meer mensen hun vermogen om gezondheidsgegevens vast te leggen en te volgen omarmen, en naarmate de reikwijdte van die gegevens groter wordt Ons vermogen om die gegevens te analyseren wordt steeds sterker, we zullen in staat zijn een breed scala aan verschillende gegevens te voorkomen ziekten. Tegenwoordig hebben we een app die je kan vertellen wanneer een moedervlek het risico loopt een kwaadaardig melanoom te worden. Morgen hebben we apps die looppatronen analyseren om de eerste tekenen van Multiple Sclerose op te sporen, of terug te kijken naar je eetgewoonten van de afgelopen drie jaar en laat u (uiteraard met een vriendelijke mededeling) weten dat u op de goede weg bent suikerziekte.

Deze voorspellende vermogens zijn uiteraard ook gebaseerd op het idee dat de geneeskunde de komende jaren steeds meer participatief zal worden. Naarmate de technologie vordert, zullen patiënten een actievere rol spelen in hun eigen gezondheidszorg, waarbij ze samenwerken met artsen in plaats van alleen maar bevelen op te volgen.

“Over tien jaar”, zegt Kraft, “hoop ik dat je je recente vitale functies al hebt geüpload – vanaf je horloge of je matras, of uw bloeddrukmeter, of uw glucosemeter – in uw elektronisch medisch dossier waarover uw medisch team beschikt toegang tot. En hopelijk betekent dit dat uw medische team geen vitale functies hoeft in de gaten te houden, maar als er iets mis lijkt te zijn en... machine en ‘predicatlyitcs’ voelen dat er problemen zijn, uw gezondheidszorgteam – of digitale avatar – kan contact met u opnemen vroeg. Ik hoop dat veel meer patiënten meer macht krijgen om, zo niet de CEO van hun eigen gezondheid, dan in ieder geval de COO te zijn – dus dat zijn ze volgen hun gezondheid op slimmere manieren en zijn meer co-piloten onder hun hoede in plaats van alleen maar te wachten om te horen wat ze moeten doen en wat ze moeten doen. reactief.”

Uiteindelijk zal deze verschuiving naar een meer participatief, gepersonaliseerd en voorspellend geneeskundesysteem ons vermogen om ziekte te voorkomen vergroten. Als uw polsbandje voor het volgen van uw dieet kan synchroniseren met uw slimme koelkast en kan vaststellen dat u voedsel met een hoge hoeveelheid natrium heeft gegeten, Een door AI aangedreven digitale gezondheidsassistent kan dieetveranderingen aanbevelen die u op de lange termijn kunnen helpen voorkomen dat u jarenlang hartziekten krijgt later.

Het klinkt grappig om te zeggen, maar als we doorgaan op ons huidige traject, zou de nabije toekomst van de geneeskunde wel eens een toekomst kunnen zijn waarin we geen medicijnen meer hoeven te gebruiken.