Een eenvoudige, minimaal invasieve pleister kan het gebruik van krachtige antibiotica zoals vancomycine aanzienlijk veiliger en effectiever maken. Onderzoekers van University of New South Wales (UNSW) hebben samen met internationale partners en het Australische diagnostiekbedrijf Nutromics een sensorpleister ontwikkeld die elke vijf minuten de concentratie van het antibioticum in het lichaam meet.
Vancomycine wordt vaak ingezet als laatste redmiddel bij ernstige, antibioticaresistente infecties of bloedvergiftiging. De dosering luistert echter nauw: een te lage dosis is ineffectief, terwijl een te hoge dosis kan leiden tot ernstige nierschade of zelfs overlijden. Tot 40 procent van de patiënten die vancomycine krijgen, ontwikkelt acute nierschade. Momenteel worden doseringen bewaakt via herhaalde bloedafnames, een belastend en tijdrovend proces dat niet altijd tijdig voldoende informatie oplevert.
'Lab-on-a-patch’
De nieuwe pleister biedt een alternatief. Het systeem maakt gebruik van synthetische DNA-gebaseerde sensoren, zogeheten aptameren, die zich specifiek binden aan doelmoleculen zoals vancomycine. Deze sensoren zijn geïntegreerd in micronaaldjes die net onder de huid lichaamsvocht bemonsteren. Patiënten gaven aan dat het dragen van de pleister vrijwel pijnloos is en veel comfortabeler dan herhaalde bloedafnames.
“Dit is een bijzonder doorbraak,” zegt Justin Gooding, hoogleraar aan de UNSW School of Chemistry. “We kunnen nu meten op de tijdschaal die nodig is om patiënten de meest effectieve én veiligste behandeling te geven.”De continue metingen stellen artsen in staat om doseringen sneller en nauwkeuriger bij te stellen, wat complicaties kan voorkomen en behandelresultaten kan verbeteren. De resultaten van een klinische studie zijn gepubliceerd in Nature Biotechnology.
Breder toepasbaar
Een belangrijk voordeel van de aptameertechnologie is de flexibiliteit. De sensoren kunnen worden aangepast om ook andere geneesmiddelen of ziekte-indicatoren te meten. Nutromics werkt al aan toepassingen voor onder meer sepsis, een aandoening die moeilijk te herkennen is maar snel ingrijpen vereist.
“Bij sepsis lijken de symptomen sterk op die van andere infecties,” aldus Gooding. “Als we biomarkers van sepsis in real time kunnen meten, kunnen we sneller en gerichter behandelen. Dat kan levens redden. In principe is deze technologie geschikt voor vrijwel elk geneesmiddel of klein molecuul.”
Naar de klinische praktijk
Hoewel de potentie van aptameren al langer bekend was uit dierstudies, was de stap naar een praktisch, produceerbaar medisch hulpmiddel complex. De samenwerking met Nutromics bleek daarin cruciaal. “Academici bedenken en testen ideeën,” zegt Gooding. “Maar om iets echt naar de markt te brengen, heb je partners nodig die weten hoe je een product ontwikkelt.”
Ook Nutromics-CEO Peter Vranes benadrukt het belang van die samenwerking. “Voor een wereldprimeur heb je zowel wetenschappelijke ontdekking als vertaling naar de praktijk nodig. Samen kunnen we oplossingen ontwikkelen die de zorg daadwerkelijk verbeteren.”
Volgende stappen
De pleister wordt momenteel getest op intensive care-afdelingen in Australië. Nutromics hoopt volgend jaar goedkeuring te krijgen van Amerikaanse toezichthouders. Tegelijkertijd werkt het bedrijf aan toepassingen voor andere domeinen, zoals cardiologie en snelle triage op de spoedeisende hulp.
Als de technologie breed wordt ingevoerd, kan real-time medicatiemonitoring uitgroeien tot een nieuw standaardinstrument in de klinische zorg, met minder complicaties, minder belasting voor patiënten en beter onderbouwde behandelbeslissingen.
Computergestuurd doseren
Enkele jaren geleden ontwikkelde dr. Eveline Wallenburg, die toen als onderzoeker verbonden was aan het Radboudumc, computermodellen waarmee per patiënt en situatie de juiste dosering van toe te dienen antibiotica berekend kan worden. Een groot probleem is dat de standaarddosering antibiotica in de praktijk is getest op gezonde proefpersonen of patiënten die níet op de IC lagen. Zowel een te hoge als een te lage dosis brengt risico’s met zich mee.
Om de dosering van antibiotica op de IC preciezer te kunnen doen onderzocht Wallenburg drie veelgebruikte soorten antibiotica op de IC. Ze bepaalde onder meer de bloedspiegels van deze antibiotica van patiënten gedurende hun opname op de IC en verzamelde data over de leeftijd, het geslacht en de nierfunctie van de patiënten.
