Meerjaren speurwerkprogramma

Transcriptie

1 TNO-rapport TNO Meerjaren speurwerkprogramma Thema Life Sciences & Health Voortgangsrapportage 2016 P203 Predictive Health Technologies Gezond Leven Utrechtseweg HE Zeist Postbus AJ Zeist T F Datum 31 januari 2017 Topsector Life Sciences & Health Contactpersoon C.A.M. Krul Exemplaarnummer 1 Oplage Aantal pagina's 8 (incl. bijlagen) Opdrachtgever Autorisatie Functie Ministerie Economische Zaken Dr N.J. Snoeij Managing Director Healthy Living Handtekening Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden vermenigvuldigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk, fotokopie, microfilm of op welke andere wijze dan ook, zonder voorafgaande toestemming van TNO. Indien dit rapport in opdracht werd uitgebracht, wordt voor de rechten en verplichtingen van opdrachtgever en opdrachtnemer verwezen naar de Algemene Voorwaarden voor opdrachten aan TNO, dan wel de betreffende terzake tussen de partijen gesloten overeenkomst. Het ter inzage geven van het TNO-rapport aan direct belanghebbenden is toegestaan TNO

2 TNO-rapport TNO januari / 8 Inhoudsopgave 1 Samenvatting Korte omschrijving Highlights Het voorspellen van diabetes complicaties: lever fibrose en aderverkalking Ex vivo human orgaan perfusiesysteem voor farmacokinetiek Health model voor Diabetes Type 2 patiënten Output Dynamiek... 8

3 TNO-rapport TNO januari / 8 1 Samenvatting Het Vraaggestuurde Programma Predictive Health Technologies (VP PHT) stond in 2016 in het teken van focus en groei op de markt. Het programma is afgestemd met de verschillende stakeholders, zoals de topsector Life Sciences & Health, ministeries van VWS en Economische Zaken, brancheorganisaties en kennisinstellingen. De focus lag de afgelopen jaar op het integreren van het biomedische en gezondheidsdomein, gecombineerd met ehealth (stresscoach), big data en modeleren. Daarnaast is er een duidelijk link gelegd met de andere roadmaps van het thema Gezond Leven: Food & Nutrition (Personalised Health) en Prevention, Work & Health (Gezonde Jeugd en Gezonde werknemers) en de roadmaps van Industrie: Network Information (ICT) en Flexible & Free-form Products (van t Hoff programma). De ERP s Big data, Organ-on-a-chip, Personalised Food en Complexity dragen bij aan de meer fundamentele kennisontwikkeling voor het gezondheidsdomein. Het VP PHT is ingebracht in de kennis en innovatie agenda (KIA) van de topsector Life Sciences & Health (LSH). De drie onderzoekslijnen van het VP sluiten nauw aan bij de pillars zoals gedefinieerd in de KIA van LSH. Het afgelopen jaar zijn we succesvol geweest met de inzet van TKI-toeslag. Er zijn 3 nieuwe PPS-en gestart, zowel met nationale als internationale bedrijven. In alle projecten van dit VP is er naar gestreefd invulling te geven aan de maatschappelijke, wetenschappelijke en economische wens om proefdiergebruik te reduceren. De impact van het VP is zichtbaar in de vorm van media-uitingen en workshops, publicaties in internationaal erkende bladen, maar ook in de vorm van samenwerkingsprojecten met bedrijfsleven. Ook financieel gezien heeft PHT in 2016 zeer goed gedraaid, met een grote internationale omzet van private partijen. Internationaal wordt samengewerkt in verschillende Europese projecten; in 2016 is het EU project Power2DM gestart en een nieuw Horizon2020 project gehonoreerd ( RECAP ). Nationaal hebben we ons voornamelijk gericht op de regio Leiden, om te komen tot intensievere samenwerking met de kennispartners (LUMC en Hogeschool) op een aantal gezamenlijke thema s. Het gaat dan voor om het starten van nieuwe PPS-en op de onderwerpen Leefstijl als Medicijn en Diabetes onderzoek. In 2017 zullen volgende stappen gezet moeten worden om deze samenwerking uit te breiden en de verbinding tussen voeding en farma succesvol te laten zijn. Concluderend kan gesteld worden dat 2016 een goed jaar was. In 2017, het laatste jaar van de huidige strategieperiode zullen we de bestaande samenwerkingen continueren en nieuwe activiteiten ontwikkelen om ook in de nieuwe strategieperiode bij te dragen aan onze maatschappelijke missie: bedrijven, burgers en professionals ondersteunen met innovaties vanuit het biomedische en gezondheidsonderzoek.

4 TNO-rapport TNO januari / 8 2 Korte omschrijving Predictive Health Technologies: We help patients, professionals and industry, by better understanding the biology of health and disease, with tailored (digital) interventions that meet the individual requirements. Impact indicators - Empower individuals and keep them healthy - Cost-effective & faster development of (personalised) medicines - High ethical standards & less experimental animals - Tailored interventions, supported by technologies (ehealth, sensors and ICT) De activiteiten van het VP in 2016 zijn uitgevoerd op basis van het in 2014 ingediende Meerjaren Speurwerkprogramma en de jaarlijkse bijstelling daarvan. Conform het Speurwerkprogramma hebben er in 2016 drie onderzoekslijnen gelopen. De lange termijn doelstellingen (2020) zijn hieronder beschreven: 1) Faster into humans: 1. We laten zien dat de pre-klinische fase van een nieuw (biologisch) geneesmiddel in ontwikkeling kan worden verkort en met minder dierproeven kan worden uitgevoerd. 2. We demonstreren dat negatieve bijeffecten van een potentieel geneesmiddel eerder gedetecteerd kunnen worden en daarmee de kosten voor de ontwikkeling gereduceerd kunnen worden. 2) Personalized Therapeutic Interventions: 1. We dragen bij aan het identificeren van de juiste patiënten doelgroep, zodat kleinere en goedkopere klinische studies kunnen plaats vinden. 2. We ontwikkelen methoden om het aantal kinderen dat niet reageert op een bestaand geneesmiddel te reduceren. 3) Big data and 1. We introduceren met succes het i_jgz platform in Nederland.. 2. De door ons ontwikkelde niet-invasieve glucose sensor wordt gebruikt door een grote groep diabetes patiënten.

5 TNO-rapport TNO januari / 8 3 Highlights 3.1 Het voorspellen van diabetes complicaties: lever fibrose en aderverkalking. Type 2 diabetes is een aandoening waarbij in meerdere organen complicaties kunnen ontstaan. Voor het testen van nieuwe geneesmiddelen die deze complicaties kunnen voorkomen, wordt in preklinische studies gebruik gemaakt van diermodellen. Deze modellen laten vaak maar één complicatie zien, er wordt geen rekening gehouden met de interactie tussen verschillende organen. Omdat voor elke complicatie een apart diermodel gebruikt wordt, is het aantal proefdieren dat wordt gebruikt in preklinische testen erg hoog en zijn de resultaten niet voorspellend genoeg voor klinisch gebruik. De meeste diabetische complicaties zijn zogenoemde stille complicaties; ze worden pas gediagnosticeerd in een laat stadium van de ziekte. Biomarkers die het beginstadium van de complicatie kunnen detecteren ontbreken. In dit project hebben we gebruik gemaakt van één diermodel waarin we de ontwikkeling van niet-alcoholische leververvetting, lever fibrose en aderverkalking hebben bestudeerd. We hebben vroege voorspellende moleculaire handtekeningen ontwikkeld, die de (latere) pathologische toestand van een weefsel weerspiegelen. Hierbij hebben we gebruik gemaakt van verschillende technologieën, zoals dynamische eiwitprofilering, analyse van genexpressie, histologie en proteomics. Doordat meerdere processen in één diermodel zijn bestudeerd, dragen we bij aan het verminderen en verfijnen van dierproeven. Met behulp van de ontwikkelde vroege moleculaire handtekening kan zowel de duur van dierproeven als het aantal gebruikte dieren worden teruggebracht. Het consortium van dit multidisciplinair project bestond uit onderzoeksinstituten (TNO), academia (Nijmegen UMC,UMCU, Erasmus MC, AMC), Nederlandse en internationale bedrijven zoals BaseClear, Seventh Wave, Kinemed, GBS en Takeda om een

6 TNO-rapport TNO januari / 8 brede vertegenwoordiging van belanghebbende partijen te realiseren en ook om de implementatie en verspreiding van de resultaten van dit project te ondersteunen. 3.2 Ex vivo human orgaan perfusiesysteem voor farmacokinetiek Lever en nier spelen een belangrijke rol bij omzetting en klaring van stoffen, onder andere medicijnen, via excretie in de gal en de urine. Er is een grote vraag naar beter voorspellende en translationele modellen waarin bestudeerd kan worden hoe de humane lever en nier omgaan met stoffen van buiten, zoals medicijnen, voedingsstoffen en toxines. Wij willen bedrijven helpen om een betere dosering van medicijnen voor patiënten te bepalen en te testen. Daarbij maken wij gebruik van een ex vivo orgaan perfusiesysteem als model voor farmacokinetiek. Voordelen hiervan zijn: De hoge translationele waarde, die bereikt kan worden doordat we gebruik maken van humaan materiaal. De hoge translationele waarde kan de tijdsduur voor het op de markt komen van nieuwe therapeutische stoffen verkorten en zo tot kostenreductie leiden en de juiste medicijnen sneller naar de patient brengen. Het gebruik van humaan materiaal zal het aantal proefdieren verlagen, dat gebruikt moet worden voor preklinische farmacokinetiek studies. Door gebruik te maken van zieke organen (bijv. afgekeurde transplantatie organen) kan de dosering voor bepaalde patienten populaties, bijv. in de pediatrie, veel nauwkeuriger bepaald worden. Interacties tussen verschillende medicijnen kunnen direct in het orgaan bepaald worden, zonder dat deze effecten in diermodellen getest moeten worden en ongerief veroorzaken. In 2016 hebben wij in samenwerking met Organ Assist (leverancier van perfusie systemen) een succesvol haalbaarheidsonderzoek uitgevoerd waarin ex-vivo de farmacokinetiek van de geneesmiddel rosuvastatine is onderzocht in organen van varkens. De opgedane ervaring zal in 2017 gebruikt worden voor het opzetten en uitvoeren van experimenten met humane organen. 3.3 Health model voor Diabetes Type 2 patiënten. TNO heeft een Health model ontwikkeld waarin causale-effect relaties tussen verschillende domeinen in kaart worden gebracht. Het model wordt opgebouwd vanuit een bio-psycho-sociale systeemvisie op het leven, en een eerste model is ontwikkeld voor mensen met Diabetes mellitus Type 2 (TNO-Health/DM2). Via

7 TNO-rapport TNO januari / 8 simulaties geeft het computer model prognoses over het effect van een interventie op het verloop van pre-diabetes naar diabetes. In het EU project Power2DM wordt gewerkt aan de verdere verbetering, evaluatie en implementatie van dit model om ook in de praktijk te komen tot een voorspellende uitspraak over het individuele verloop van het ziektebeeld. Parallel wordt samengewerkt met twee MKB partners PEXLIFE (coaching) en ExpertDoc (Huisartsen Informatie Systeem, digitalisering van richtlijnen) om prognoses van het ziekteverloop visueel toegankelijk te maken, waardoor patiënten samen met zorgverleners het effect van een bepaalde interventie kan zien. Hiermee beoogt TNO zijn kennis van gezondheidsmodellen te implementeren in samenwerking met zorgverleners zoals huisartsen, diëtisten en fysiotherapeuten. 3.4 Output Screenshot van een voorbeeld van een advies gegenereerd met de Advice module van het TNOHealth/DM2 model. De applicatie toont de ingevoerde huidige meetwaarden van de patiënt in de linkerkolom, de streefwaarde van nuchter plasma glucose en de daarbij te realiseren waardes (in groen) voor BMI, slaapkwaliteit en stress in de tweede kolom, alsmede in de rechter kolom de door de patiënt te realiseren leefstijl-gerelateerde veranderingen. De predicties(oranje) in de derde kolom zijn alleen bestemd voor software ontwikkelaars ter controle. Het VP heeft in 2016 een groot aantal publicaties opgeleverd. In onderstaande tabel wordt een overzicht gegeven. Wetenschappelijke Rapporten Artikelen in Presentaties artikelen vakbladen en voordracht aantal

8 TNO-rapport TNO januari / 8 4 Dynamiek In 2016 zijn de onderzoekslijnen aangepast aan het beperkter budget en meer gefocust. De strategie in 2017, het laatste jaar van de huidige strategieperiode, zal gericht zijn op enerzijds het afronden van de huidige projecten en anderzijds het voorbereiden op de nieuwe strategie periode. Met de oprichting van het Dutch Food Institute (DFI) zullen een aantal TNO activiteiten meer richting persoonlijk gezondheidsadvies worden omgebogen. Dit geeft nieuwe kansen ook voor cross-overs tussen topsectoren Life Sciences & Health en Agri&Food. Ook zal gekeken worden of de activiteiten rondom medische technologie en ehealth verder gesynchroniseerd kan worden binnen TNO/Gezond Leven en externe partners. Uiteraard zal het nieuwe strategische programma afgestemd worden met de kennis en innovatieagenda van de topsector LSH. Het nieuwe programma zal ook in lijn zijn met de nationale en internationale onderzoekagenda s, zoals NWA en Horizon2020. Enkele technologieën waarvan we verwachten dat ze de komende tijd een steeds grotere rol gaan spelen in de roadmap PHT zijn hier onder geïllustreerd. De projecten die in 2016 zijn gestart met TKI toeslag sluiten nauw aan bij de doelstellingen van LSH: Onderzoekslijn 1 Faster into Humans:sluit aan bij de doelstellingen van pillar I (Fundamental Life Sciences Research) en pillar II (Applied and practice-based Health and functioning research). Onderzoekslijn 2 Personalised Therapeutic Interventions sluit aan bij de doelstellingen van pillars II en III (Built Environment, ICT, infrastructure and concept and system developments. Onderzoekslijn 3 Big Data and ehealth@p4 sluit aan bij de doelstellingen van pillar III. In alle lijnen wordt ook ingezet op methoden en werkwijzen die bijdragen aan het verminderen, verfijnen en vervangen van dierproeven.