Biotechnologie om je vinger

Voor sommige chronisch zieke mensen, of op de spoedeisende hulp, is het continu monitoren van bepaalde stoffen in zweet wellicht een goed idee. Maar ook voor gezonde mensen zouden deze sensoren een interessante gadget kunnen zijn. Een ring die het vrouwelijk vruchtbaarheidshormoon in zweet kan meten, kan nuttig zijn voor vrouwen die zwanger willen worden. Atleten kunnen hun prestaties optimaliseren door te meten hoeveel lactaat ze uitscheiden. Op die manier zijn draagbare biosensoren te gebruiken voor het verbeteren van ons welzijn. Maar daaraan zitten nog veel haken en ogen.

Filipe Cardoso, professor aan de Technische Universiteit Delft, is blij met de ontwikkeling van draagbare biosensoren voor medisch onderzoek. “We weten nog zo weinig over hoe ons lichaam werkt”, zegt hij. “We weten niet goed hoe de concentraties van bepaalde stoffen veranderen in zweet of bloed. Met draagbare biosensoren zouden we daarover heel veel informatie kunnen verzamelen. Hoe ontwikkelt een ziekte als kanker zich bijvoorbeeld?” Dit zijn de biosensoren waar Cardoso en zijn onderzoeksgroep aan sleutelen. Ook de onderzoeksgroepen van professor Menno Prins en professor Arthur de Jong, beiden aan de Technische Universiteit Eindhoven, ontwikkelen geen biosensoren voor de gewone consument. Ze werken samen met artsen, maar ook met de voedselindustrie en met milieuonderzoekers. Er zijn naast ziekenhuizen immers meer plekken waar continu meten heel welkom is.

Van noodzaak naar gadget

Maar zodra de technologie eenmaal bestaat, is het een kwestie van tijd voordat een bedrijf er een leuke gadget van maakt. “De technologie gaat eerst worden toegepast waar het echt nodig is”, zegt Prins. “Daarna verspreidt het zich ook naar gezonde mensen. Het aanschaffen van zo’n sensor zal niet snel worden vergoed door de zorgverzekering, maar het kan wel een toevoeging aan iemands levensstijl zijn. Iemand die een marathon loopt wil bijvoorbeeld weten wat het beste moment is om te rusten of er juist tegenaan te gaan. Of je wil meer informatie over je lichaam om gezonde keuzes te maken. Wat je moet eten, bijvoorbeeld.”

Van data naar advies

Met het ontwikkelen van de sensor zelf ben je er bovendien nog niet. “Het is grappig om te weten wat mijn biodata zijn”, zegt De Jong. “Maar om er echt iets aan te hebben, moet de data worden gekoppeld aan een advies. ‘Verlaag nu je stress’, bijvoorbeeld.” De normale gebruiker heeft immers niets aan een hoop onbegrijpelijke getallen. Die wil een app waarin helder staat wat hij moet doen. Cardoso voegt toe: “Als de sensor zegt dat de gemeten waarde in je zweet buiten het standaardbereik ligt, denk je al snel dat er iets mis is. Maar dat hoeft niet zo te zijn. Artsen zijn getraind om dit soort data te interpreteren, maar de gewone consument is geen arts.” Is hier een rol weggelegd voor kunstmatige intelligentie? Kan die de rauwe gegevens van de sensor omzetten in een begrijpelijk advies op het scherm van je telefoon? Daar wordt volop onderzoek naar gedaan.

Toch is het een goed idee om de adviezen die je biosensor geeft altijd met een flinke korrel zout te nemen. “We moeten niet afhankelijk worden van het advies”, zegt De Jong. “Het is namelijk de vraag hoe betrouwbaar commercieel verkrijgbare biosensoren zijn.” Is dat erg? Niet per se. Cardoso zegt: “Je gaat niet dood van een verkeerd advies over je stressniveau. Maar misschien maak je keuzes op basis van je sensor die je niet helpen, of zelfs hinderen. Je voelt veel stress, maar de sensor zegt dat je weinig stress ervaart. Dan kun je gaan twijfelen aan je eigen ervaring. Nog iets harder werken dan maar, nog iets langer door, want de sensor zegt dat het oké is.”

Biosensoren die binnen het medische veld worden gebruikt, moeten voldoen aan strenge eisen. Dat geldt niet voor biosensoren voor de gewone consument. “De makers van deze sensoren doen misschien wel een paar klinische testen, maar dat hoeven ze niet te vermelden”, zegt Cardoso. “Dat zouden ze wel moeten doen, vind ik. Zo weet de gebruiker hoe betrouwbaar een sensor is. Dat zorgt ervoor dat ontwikkelaars hun best blijven doen om hun sensor te verbeteren, anders gaan mensen het ding natuurlijk niet meer kopen.” Waarschijnlijk zal zo’n sensor dus stapje voor stapje betrouwbaarder worden, omdat hij wordt getest met meer en meer bevolkingsgroepen.

Technische uitdagingen

Het testen op grote schaal gebeurt echter nog niet. Eerst moet de technologie helemaal af zijn. “Aan de ene kant zijn we al ver”, zegt Prins. “We hebben prototypen. Aan de andere kant is er nog een lange weg te gaan voordat continue sensoren kunnen worden gebruikt door onderzoekers, artsen en bedrijven, laat staan door gewone consumenten. Mijn onderzoeksgroep houdt zich niet met die kant bezig. Wij zitten puur op de technologische vragen: is dit überhaupt mogelijk? Hoe kunnen we continue biosensoren maken die betrouwbaar blijven over langere perioden?”

Daarin zitten al genoeg uitdagingen. Anders dan een sensor die eenmalig meet, moet een continue sensor een concentratie kunnen meten die stijgt én daalt. Dat krijg je niet zo makkelijk voor elkaar. En dan zijn er ook nog allerlei invloeden van buitenaf. Vergeleken met het bloed, waar temperatuur, zuurtegraad en concentraties grotendeels gelijk blijven, is zweet één en al veranderlijkheid. Hoe kan een sensor betrouwbaar door blijven meten in die chaos? In het volgende deel onderzoeken we welke problemen nog overwonnen moeten worden voordat een draagbare biosensor in de winkelschappen ligt.