Ik wil met jullie praten over de toekomst van de geneeskunde.
Maar voordat ik dat doe, wil ik het even hebben over het verleden.
Gedurende een groot deel van de recente geschiedenis van de geneeskunde,
hebben we nagedacht over ziekte en behandeling
in termen van een heel eenvoudig model.
In feite is het model zo eenvoudig
dat je het zou kunnen samenvatten in zes woorden:
krijg ziekte, neem pil, dood iets.
De reden dat dit model zo dominant is,
is natuurlijk de antibiotica-revolutie.
Misschien weten jullie het niet, maar toevallig vieren we
het honderdste jaar van de invoering van antibiotica in de Verenigde Staten.
Maar jullie weten wel
dat dat een totale ommekeer bracht.
Plots was daar een stof, hetzij uit de natuurlijke wereld
of kunstmatig gesynthetiseerd in een laboratorium,
die door je lichaam stroomde,
zijn doel vond,
zich eraan vastklikte -
een microbe of een deel van een microbe -
om dan als een sleutel in een slot
op een uitgelezen precieze manier in te grijpen.
Een ziekte die daarvoor nog dodelijk was -
longontsteking, syfilis, tuberculose -
werd nu ziekte die te genezen of te behandelen was.
Je krijgt een longontsteking,
je neemt penicilline,
je doodt de microbe
en je geneest van de ziekte.
Dit idee was zo verleidelijk
en de metafoor van slot en sleutel en iets doden was zo krachtig,
dat het door de hele biologie raasde.
Het was een transformatie als geen ander.
De laatste 100 jaar
hebben we geprobeerd om dat model steeds weer toe te passen
op niet-besmettelijke ziekten,
chronische ziekten zoals diabetes, hoge bloeddruk en hartziekte.
Dat werkte, maar gedeeltelijk.
Ik toon het even.
Als je het hele universum bekijkt
van alle chemische reacties in het menselijk lichaam,
elke chemische reactie waartoe je lichaam in staat is,
dan denken de meeste mensen dat dat in de orde van een miljoen is.
Laten we zeggen: één miljoen.
Nu kan je vragen:
hoeveel of welk gedeelte van die reacties
kan daadwerkelijk aangepakt worden
door de hele farmacopee, de gehele medicinale chemie?
Dat aantal is 250.
De rest bestaat uit chemische duisternis.
In andere woorden, slechts 0,025% van alle chemische reacties in het lichaam
zijn eigenlijk aan te pakken met dit slot-en-sleutelmechanisme.
Als je de menselijke fysiologie bekijkt
als een uitgestrekt, wereldwijd telefoonnetwerk
met interactieve knooppunten en interactieve lijnen,
dan beperkt onze hele medicinale chemie
zich tot een klein hoekje
ergens aan de rand van dat netwerk.
Het is net alsof je onze gehele farmaceutische chemie
vergelijkt met een telefoniste in Wichita, Kansas,
die aan ongeveer 10 of 15 telefoonlijnen zit te sleutelen.
Wat doen we met dit idee?
Wat als we de aanpak eens omgooiden?
In feite blijkt dat de natuurlijke wereld
ons in de richting stuurt om over ziekte te denken
op een radicaal andere manier.
In plaats van: ziekte, medicijnen, doel.
De natuur is hiërarchisch opwaarts georganiseerd,
niet omlaag, maar omhoog.
We beginnen met een zelfregulerende, semi-autonome eenheid: de cel.
Deze zelfregulerende, semi-autonome eenheden
leiden tot andere zelfregulerende, semi-autonome eenheden: de organen.
Die organen vormen dan weer dingen als mensen.
Deze leven uiteindelijk dan weer in omgevingen,
die deels zelfregulerend en deels semi-autonoom zijn.
Wat zo leuk is aan dit hiërarchische schema
van omhoog bouwen in plaats van naar beneden,
is dat het ons ook in staat stelt om over ziekte na te denken
op een enigszins andere manier.
Neem een ziekte zoals kanker.
Sinds de jaren 1950,
hebben we nogal wanhopig geprobeerd
om dit slot-en-sleutelmodel op kanker toe te passen.
We hebben geprobeerd om cellen te doden
met verschillende chemotherapieën of gerichte therapieën,
en, zoals jullie wel weten, heeft dat gewerkt.
Het werkte voor ziekten als leukemie
en voor sommige vormen van borstkanker,
maar uiteindelijk stoot je tegen een plafond met die aanpak.
Pas in de laatste 10 jaar of zo
begonnen we eraan te denken om het immuunsysteem te gebruiken.
Een kankercel groeit immers niet in een vacuüm,
maar in een menselijk organisme.
Misschien kon je die organische capaciteit wel gebruiken:
mensen hebben een immuunsysteem om kanker aan te vallen.
Dat leidde tot een aantal
van de meest spectaculaire nieuwe geneesmiddelen voor kanker.
Tenslotte is er nog het niveau van het milieu, niet?
We denken niet aan kanker als het veranderen van het milieu.
Maar laat me een voorbeeld geven van een intens kankerverwekkende omgeving:
een gevangenis.
Combineer eenzaamheid, depressie, opsluiting
en voeg hierbij,
opgerold in een klein stukje wit papier,
een van de meest potente neurostimulantia die we kennen, nicotine,
een van de meest krachtige verslavende stoffen die je kent,
en je hebt een pro-carcinogene omgeving.
Maar er bestaan ook anti-carcinogene omgevingen.
Er zijn pogingen gedaan om milieus te creëren,
het hormonale milieu voor borstkanker veranderen, bijvoorbeeld.
We proberen het metabole milieu te veranderen
voor andere vormen van kanker.
Of neem een andere ziekte, zoals depressie.
Alweer naar boven werkend,
hebben we sinds de jaren 1960 en 1970 opnieuw wanhopig geprobeerd
moleculen uit te schakelen die tussen zenuwcellen werken -
serotonine, dopamine -
om depressie op die manier te genezen.
Het werkte, maar weer werd een limiet bereikt.
Nu weten we dat wat je waarschijnlijk echt moet doen:
de fysiologie wijzigen van het orgaan, de hersenen,
ze herbedraden, ze herbouwen.
Studie na studie heeft aangetoond
dat praattherapie precies dat doet.
Studie na studie heeft aangetoond dat praattherapie
in combinatie met geneesmiddelen, pillen,
veel effectiever is dan elk apart.
Kunnen we ons een meeslepender omgeving indenken
om een depressie te veranderen?
Kun je de signalen die depressie uitlokken, buitensluiten?
Alweer omhoogklimmen langs deze hiërarchische keten van organisatie.
Waar het hier misschien echt om gaat,
is niet het medicijn zelf, maar een metafoor.
In plaats van iets te doden,
in het geval van de grote chronische degeneratieve ziekten -
nierfalen, diabetes, hoge bloeddruk, osteoartritis -
moeten we misschien eerder
naar de metafoor van iets te laten groeien.
Dat is misschien wel het belangrijkste
om ons denken over geneeskunde te herzien.
Dat idee van veranderen,
van een perceptuele verschuiving, als het ware,
kwam ongeveer 10 jaar geleden wel op een zeer persoonlijke manier bij me op.
10 jaar geleden - ik ren al bijna mijn hele leven -
ging ik op een zaterdagochtend hardlopen.
De volgende morgen kon ik niet meer bewegen.
Mijn rechterknie was opgezwollen,
en je kon een onheilspellende geknars van bot tegen bot horen.
Een van de voordelen van het arts zijn, is dat je je eigen MRI’s kan bestellen.
Ik had de week erop een MRI, en zo zag het eruit.
De meniscus van kraakbeen tussen het bot
was helemaal gescheurd en het bot zelf was verbrijzeld.
Voordat je medelijden met me krijgt,
geef ik een paar feiten.
Als ik een MRI zou nemen van elke persoon in dit publiek,
dan zou 60% van jullie tekenen vertonen
van bot- en kraakbeendegeneratie zoals hier.
85 procent van alle vrouwen op de leeftijd van 70
zou matige tot ernstige kraakbeendegeneratie vertonen.
50 tot 60% van de mannen in het publiek
zou ook dergelijke tekenen vertonen.
Dit is dus een veel voorkomende ziekte.
Een tweede voordeel van het arts zijn,
is dat je kunt gaan experimenteren op je eigen kwalen.
Ongeveer 10 jaar geleden zijn we begonnen,
we brachten dit proces naar het lab,
en begonnen met eenvoudige experimenten,
om degeneratie mechanisch proberen op te lossen.
We injecteerden chemicaliën in de knieholtes van dieren
om te proberen de kraakbeendegeneratie te keren.
Een korte samenvatting van een zeer lang en pijnlijk proces:
het draaide op niets uit.
Er gebeurde niks.
Ongeveer zeven jaar geleden hadden we een onderzoeksstudent uit Australië.
Het leuke van Australiërs is
dat ze gewoon zijn om de wereld op zijn kop te bekijken.
(Gelach)
Dan suggereerde: "Misschien is het helemaal geen mechanisch probleem.
Ook geen chemisch probleem. Misschien is het een stamcelprobleem."
Met andere woorden: hij had twee hypothesen.
Nummer één, er bestaat zoiets als een skeletstamcel -
die het hele gewervelde skelet opbouwt:
bot, kraakbeen en de vezelachtige elementen van het skelet,
net zoals er een stamcel zit in het bloed,
en een stamcel in het zenuwstelsel.
Ten tweede, misschien is de degeneratie
of het disfunctioneren van deze stamcellen
de oorzaak van osteochondrale arthritis,
die veel voorkomende kwaal.
Het kwam er dus op neer dat we op zoek waren naar een pil
terwijl we eigenlijk een cel moesten zoeken.
We veranderden onze modellen,
en begonnen te zoeken naar skelet-stamcellen.
Om weer een lang verhaal kort te maken,
ongeveer vijf jaar geleden vonden we deze cellen.
Ze leven in het skelet.
Hier is een schema en een echte foto van een ervan.
Het witte spul is bot,
en deze rode kolommen en de gele cellen
zijn cellen die zijn ontstaan uit één soort skelet-stamcel -
kolommen van kraakbeen, kolommen van bot uit één soort cel.
Deze cellen zijn fascinerend. Ze hebben vier eigenschappen.
Ten eerste: ze leven waar we ze verwachten.
Net onder het oppervlak van het bot,
onder het kraakbeen.
Zelfs in de biologie gaat het om locatie, locatie en locatie.
Ze bewegen naar de juiste plaatsen om er bot en kraakbeen te vormen.
Dat is een.
Hier een interessante eigenschap:
je kunt ze uit het skelet halen
en ze in petrischalen in het laboratorium kweken.
Alles wat ze willen is kraakbeen aanmaken.
Bedenk hoe we met de beste wil in de wereld
geen kraakbeen konden maken? Deze cellen willen niets liever.
Ze vormen hun eigen laagjes kraakbeen om zich heen.
Drie: ze zijn ook de efficiëntste reparateurs
van breuken die we ooit zijn tegengekomen.
Dit is een klein bot, een muisbot dat we braken
en vanzelf lieten genezen.
Stamcellen repareerden het bot (geel) en
het kraakbeen (wit) bijna volledig.
Als je ze labelt met een fluorescerende kleurstof
kan je ze zien als een eigenaardig soort cellulaire lijm
die een fractuur lokaal komen herstellen
en dan stoppen met hun werk.
Punt vier is het meest onheilspellende:
hun aantal daalt plotsklaps
met een factor 10 tot 50, als je ouder wordt.
Waar het eigenlijk op neerkwam,
was dat we in een perceptuele verschuiving terecht kwamen.
We vertrokken op jacht naar pillen
maar we vonden uiteindelijk theorieën.
In zekere zin
waren we verkocht aan dit idee:
cellen, organismen, omgevingen.
Want nu dachten we aan botstamcellen,
aan artritis in termen van een cellulaire ziekte.
Dan de volgende vraag: zijn er organen?
Kan je dit als een weefsel buiten het lichaam bouwen?
Kun je kraakbeen op traumaplaatsen implanteren?
En misschien wel het meest interessant:
kan je omhoog werken en omgevingen creëren?
We weten dat oefening bot renoveert,
maar ja, niemand van ons gaat oefenen.
Kun je dan manieren bedenken om bot passief aan te brengen en te verwijderen
om degenererend kraakbeen te recreëren of te regenereren?
Misschien nog interessanter en belangrijker:
kan je dit model algemener buiten de geneeskunde toepassen?
Waar het om gaat, zoals ik al zei, is niet iets doden,
maar iets laten groeien.
Dat roept een reeks van de meest interessante vragen op
over de manier waarop we denken over geneeskunde in de toekomst.
Kan je medicijn een cel en geen pil zijn?
Hoe kweken we deze cellen?
Wat gaan we doen om kwaadaardige groei van deze cellen te stoppen?
We hoorden over de problemen van het stimuleren van de groei.
Kunnen we in deze cellen zelfmoordgenen implanteren
om ze te laten stoppen met groeien?
Kan je geneesmiddel een orgaan zijn dat buiten het lichaam is gemaakt
en daarna in het lichaam geïmplanteerd?
Kan dat de degeneratie wat tegengaan?
Wat als dat orgaan geheugen moet hebben?
Bij bepaalde ziekten van het zenuwstelsel hebben sommige weefsels geheugen.
Hoe kunnen we die herinneringen terug implanteren?
Kunnen we deze weefsels opslaan?
Moet elk orgaan voor elk individu apart worden ontwikkeld
en dan teruggezet?
Misschien wel het raadselachtigste:
kan je medicijn een omgeving zijn?
Kun je een octrooi nemen op een omgeving?
In elke cultuur hebben sjamanen omgevingen als medicijnen gebruikt.
Kunnen we ons dat voorstellen voor onze toekomst?
Ik heb veel over modellen gesproken. Ik begon ermee.
Laat me eindigen met wat ideeën over het bouwen van modellen.
Dat doen wetenschappers.
Als een architect een model bouwt,
probeert hij of zij je een wereld in miniatuur te tonen.
Maar als een wetenschapper een model bouwt,
probeert hij of zij je de wereld in metafoor te tonen.
Hij of zij probeert om tot een nieuwe manier van zien te komen.
De eerste is een schaalverschuiving, de laatste een perceptuele verschuiving.
Antibiotica creëerden zo'n grote perceptuele verschuiving,
dat onze manier van denken over geneeskunde
de afgelopen eeuw heeft gekleurd en vervormd.
Maar we moeten nieuwe modellen bedenken voor de geneeskunde van de toekomst.
Daar gaat het om.
Een populaire gezegde luidt
dat we geen transformerende invloed
op de behandeling van ziekten hebben gehad,
omdat onze geneesmiddelen niet krachtig genoeg zijn.
Dat is gedeeltelijk waar.
Maar misschien is de echte reden wel
dat onze manieren van denken over medicijnen
niet krachtig genoeg zijn.
Het is zeker waar dat het mooi zou zijn
om nieuwe medicijnen te hebben.
Maar misschien gaat het wel om drie immateriëlere doelen:
mechanismen, modellen, metaforen.
Dankjewel.
(Applaus)
Chris Anderson: Ik hou echt van deze metafoor.
Hoe gaat het koppelen?
Er is veel gepraat in technologieland
over de personalisatie van de geneeskunde.
Met al deze gegevens zal de medische behandeling van de toekomst
specifiek zijn voor jou, jouw genoom, jouw huidige context.
Geldt dat ook voor dit model hier?
Siddhartha Mukherjee: Dat is een zeer interessante vraag.
Bij personalisatie van de geneeskunde
dachten we vooral aan genomica.
Het gen is zo'n dominante metafoor
in de hedendaagse geneeskunde
dat het genoom volgens ons
de personalisering van de geneeskunde mogelijk zal maken.
Maar natuurlijk is het genoom enkel de eerste schakel
van een lange keten van 'zijn'.
De eerste georganiseerde eenheid van die keten van zijn, is de cel.
Als we zo gaan werken,
moeten we denken aan het personaliseren van cellulaire therapieën,
vervolgens aan het personaliseren van orgaan- of organismale therapieën,
en uiteindelijk het personaliseren van immersietherapieën voor het milieu.
Ik denk dat voor elke fase -
je kent die metafoor wel: de ene schildpad op de vorige.
Hier is het: personalisatie op elk niveau.
CA: Dus als je zegt dat een geneesmiddel een cel
en geen pil kan zijn,
praat je mogelijk over je eigen cellen.
SM: Absoluut. CA: Dus omgezet naar stamcellen,
misschien getest op alle soorten geneesmiddelen of zoiets, en voorbereid.
SM: Er is geen misschien. Dit is wat we doen.
Dit is wat er gebeurt. In feite gaan we langzaamaan,
niet weg van genomica, maar naar integratie van genomica
in wat wij noemen multi-orde, semi-autonome, zelfregulerende systemen,
zoals cellen, organen en omgevingen.
CA: Dank je wel.
SM: Met plezier. Bedankt.