Binnenkort genezen we ziektes met een cel, niet met een pil

Een hedendaagse medische behandeling komt neer op zes woorden: krijg ziekte, neem pil, dood iets. Maar dokter Siddhartha Mukherjee wijst de weg naar een totaal andere vorm van genezen.

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.