Home

Het overwinnen van ziektes met een medisch paard van Troje

Medicijnen hebben veelal naast hun genezende werking ook bijwerkingen. Lees de bijsluiter van een willekeurig medicijn en je gaat twijfelen of je er wel beter van wordt. Je kunt door een aspirine misselijk of duizelig worden, je kunt er ook hoofdpijn van krijgen terwijl je het daarvoor vaak inneemt. Gelukkig is het verdwijnen van een ziekte meestal zo fijn dat het ongenoegen van de bijwerkingen voor lief genomen wordt. Maar soms zijn de negatieve gevolgen van de medicijnen wel heel erg. Het is daarom zeer wenselijk dat er iets gedaan wordt aan het verminderen van de bijwerkingen. Wetenschappers en artsen zijn daarom bezig het medische paard van Troje van de 21ste eeuw te maken dat een uitkomst kan beiden voor de behandeling van ziektes zoals aderverkalking, trombose en kanker.

Bijwerkingen van medicijnen

De meeste bijwerkingen zijn het gevolg van het feit dat een medicijn overal in het lichaam terechtkomt. Via de bloedsomloop verspreidt een medicijn zich door het hele lichaam. De vaak agressieve giftige medicijnen zijn gemaakt om op de zieke lichaamsdelen in te werken. Maar omdat ze in het hele lichaam belanden, vallen ze ook de gezonde delen aan met alle vervelende bijwerkingen als gevolg. Het zou daarom veel beter zijn wanneer medicijnen alleen maar daar komen waar de ziekte is en nergens anders. Ze moeten dus lokaal (op de zieke plek) worden toegediend zodat de rest van het lichaam geen last heeft van de medicijnen.
Ondanks het feit dat medicijnen vaak giftig zijn, moet je vaak meerdere pillen innemen of kuren ondergaan voordat je weer beter bent. Dit komt enerzijds doordat ze door het hele lichaam worden verspreidt en daardoor in feite worden verdund. Anderzijds komt het doordat het lichaamsvreemde stofjes zijn die door het afweersysteem in het bloed worden afgebroken. Daarnaast wordt een deel al in de maag verteerd en in stukjes gebroken. Veel medicijnen worden afgebroken voordat ze hun doel bereikt hebben. Al met al ondervinden medicijnen vaak hetzelfde lot als miljoenen zaadcellen die zich tevergeefs een baan proberen te verschaffen naar het eitje maar nooit aan komen. Ze krijgen niet eens de kans om hun werk te doen. Medicijnen moeten daarom worden beschermend tegen afbraak door het lichaam zodat ze hun werk als ziekte bestrijder kunnen doen. Wanneer medicijnen gewoon hun werk kunnen doen, hoef je er veel minder van in te nemen en voor een kortere periode waardoor je minder last hebt van bijwerkingen.
Er bestaan veel medicijnen waardoor je beter wordt. Echter, op de schappen van de farmaceuten liggen veel betere medicijnen. Deze hebben echter ťťn groot nadeel en dat is dat ze enorm giftig zijn en veel bijwerkingen veroorzaken waardoor nog niet gebruikt kunnen worden. Deze medicijnen wachten op een speciale techniek van toediening waardoor ze niet meer giftig zijn. Er moet dus een techniek worden ontwikkeld dat er voor zorgt dat een medicijn niet meer giftig is voor de het gezonde gedeelte lichaam maar dat er ook voor zorgt dat het medicijn ongeschonden aan komt op de zieke plek. Dan kunnen veel ziektes beter worden bestreden.

Wat is er precies nodig?

Het giftigheids probleem kan worden opgelost door het medicijn lokaal toe te dienen. Hier is al veel onderzoek naar gedaan en er bestaan dan ook al verschillende technieken van lokale medicijn toediening. Zo wordt een pijnstiller of ontstekingsremmer voor een gewricht vaak via een injectie toegediend. Oog-, oor-, en neusdruppels zijn ook goede voorbeelden van lokale medicijn toediening. Echter, de meeste zieke plekken zitten niet aan de oppervlakte maar ver tussen allerlei andere organen. Om daar medicijnen te krijgen is er een transport systeem nodig dat door het hele lichaam gaat en dus ook op de moeilijk bereikbare plaatsen komt. Het transportsysteem moet ook nog plaatselijk iets kunnen afgeven. We hebben dus een soort van uitgebreid openbaarvervoer netwerk zonder vertragingen nodig waarbij er overal gestopt kan worden om het medicijn eruit te laten. De bloedsomloop is het enige netwerk dat door het hele lichaam gaat en er voor gemaakt is om iets te vervoeren. Dit is daarom het beste transportsysteem in het menselijke lichaam.

Afb. 1. Bloedvaatje in spierweefsel. Een capillair is een klein bloedvaatje tussen een slagader en een ader. Het is smal en bloedcellen gaan er doorheen.
Afb. 1. Bloedvaatje in spierweefsel. Een capillair is een klein bloed-
vaatje tussen een slagader en een ader. Het is smal en bloedcellen
gaan er doorheen.

Om een techniek te vinden die er voor zorgt dat medicijnen niet worden verteerd in de maag of worden afgebroken door het afweersysteem is ook al veel onderzoek gedaan. Er bestaan al verschillende technieken om de maag te omzeilen en gebruik maken van de bloedsomloop. Een bekend voorbeeld hiervan zijn de nicotinepleisters waarbij de nicotine door de huid via het bloed terechtkomt in de hersenen. Daarnaast bestaan er allerlei sprays en zalfjes die onze vaak wat kleinere ongenoegens doen verdwijnen. Ook wordt er wel eens een poreus zakje onder de huid geplaatst waar langzaam medicijnen uit stromen het bloed in. Verder zijn er medicijnen die je kunt inhaleren en die via de longen het bloed in gaan. Maar al deze technieken zorgen er niet voor dat het medicijn wordt beschermd tegen afbraak door het afweersysteem in het bloed. Hiervoor moeten er dus ook andere systemen worden bedacht.

De oplossing

Beschermen door medicijnen in te pakken en het te vermommen als iets dat in het lichaam thuis hoort is hierbij de oplossing. Veel onderzoeken zijn gericht op het ontwikkelen van een medisch paard van Troje waarbij medicijnen worden ingepakt en later naar buiten springen om de ziekte te lijf te gaan. Alleen lichaamsvreemde stoffen worden door het afweersysteem verwijderd, daarom zijn natuurlijke stofjes zoals suikers en vetten maar ook lichaamseigen cellen ideaal inpakmateriaal.
Een voorbeeld van het gebruik van suikers en vetten als inpak- en transportsysteem is het gebruik maken van echocontrastvloeistof (ECV). ECV is eigenlijk niets anders dan heel kleine luchtbelletjes met een dun schilletje dat bestaat uit suiker of vetten. ECV is oorspronkelijk gemaakt om de bloedbaan beter zichtbaar te maken tijdens het maken van een echoplaatje. Het maken van een echoplaatje is de techniek die wordt gebruikt om van delen van het lichaam een foto te maken zonder daarbij rŲntgenstraling te gebruiken. Bij ECV wordt in plaats van rŲntgenstraling ultrageluid gebruikt. Ultrageluid is geluid dat een erg hoge frequentie heeft, groter dan 20 KHz, en dat kunnen mensen niet horen. Een echoplaatje wordt gemaakt met een sonar systeem waarbij geluid door het lichaam wordt gestuurd en dat door het lichaam vervormd wordt teruggekaatst. Vleermuizen en onderzeeboten gebruiken een zelfde soort systeem. Het vervormde geluid wordt omgezet in een beeld. De meeste mensen kennen een echoplaatje dat van een ongeboren baby is gemaakt. Niet dat een normaal mens daarop iets kan herkennen maar een getraind oog ziet het verschil. ECV maakt zo'n echoplaatje veel duidelijker zodat zelfs wij de verschillende dingen kunnen herkenen. Maar dit terzijde.

Afb. 2. Een fictief echocontrast-belletje. Aan de buitenkant zit een binding-ligand dat specifiek bindt op de zieke plaats. Het schilletjes (membraan) bestaat uit lipiden oftewel vetten. In het schilletje zit lucht (gas core) met het medicijn (drug) soms in een extra laagje vet (oil).
Afb. 2. Een fictief echocontrast-belletje. Aan de
buitenkant zit een binding-ligand dat specifiek
bindt op de zieke plaats. Het schilletjes (mem-
braan) bestaat uit lipiden oftewel vetten. In het
schilletje zit lucht (gas core) met het medicijn
(drug) soms in een extra laagje vet (oil).

Zo'n ECV-luchtbelletje met een schilletje kun je vergelijken met een ballon (zie afbeelding 2). Net zoals je in een ballon water of een cadeautje kunt stoppen is het mogelijk om medicijnen in een ECV belletje te stoppen. Het medicijn is dan afgeschermd tegen afbraak door het lichaam en het lichaam is de afgeschermd tegen negatieve effecten van het medicijn, het medicijn kan wel door het hele lichaam worden getransporteerd.
Een voorbeeld van het gebruik van lichaamseigen cellen voor medicijntransport zijn rode bloedcellen. Rode bloedcellen vervoeren de zuurstof door het lichaam. De mogelijkheid dat het gebruikt kan worden als vervoersmiddel van medicijnen wordt al geruime tijd onderzocht. Sinds kort is er een techniek ontwikkeld waarbij rode bloedcellen worden leeg gemaakt en vol gestopt met medicijnen. De manier waarop dit wordt gedaan is een bedrijfsgeheim. De eigen rode bloedcellen van de patiŽnt die het medicijn moet krijgen worden hiervoor gebruikt waardoor afstoting of afbraak niet plaats vindt. De gemodificeerde, met medicijn gevulde, rode bloedcellen zijn minder sterk dan de normale rode bloedcellen. Dit gegeven wordt gebruikt in het laten vrij komen van de medicijnen.
Een ingepakt medicijn kan natuurlijk niet werken en moet daarom ook weer worden uitgepakt. Om medicijnen uit het medisch paard van Troje te laten springen is een speciale techniek nodig die effectief is, controleerbaar en niet schadelijk voor het lichaam. Er is iets gevonden dat voldoet aan die eisen, namelijk het eerder genoemde ultrageluid. Ultrageluid kan voor een ECV-belletje, of gemodificeerde rode bloedcel, datgene zijn wat een naald voor een ballon is. Ultrageluid kan worden gebundeld naar†ťťn†punt, zoals (zon)licht door een loep kan worden gebundeld in†ťťn†punt, waardoor het een ECV-belletje (of rode bloedcel) kapot kan laten knappen. Wanneer dit gebeurd zal het medicijn dat in het belletje zit vrijkomen en zijn werk kunnen gaan doen.

Toepassingen

In het geval van trombose is er bloedpropje ontstaan dat klem kan komen te zitten in een bloedvat. Wanneer dit gebeurd in een slagadertje in het hart krijgt een gedeelte van het hart geen bloed (zuurstof) meer en krijg je een hartaanval. Gebeurt het in een slagadertje van je long dat spreek men van een long embolie en sterft een gedeelte van je long af als gevolg van een tekort aan bloed. Dit is heel goed te verhelpen door medicijnen die het bloed dun maken, de zogenaamde bloedverdunners. Echter, dit brengt met zich mee dat wonden niet meer goed kunnen dichten met alle gevolgen van dien. Met ECV en ultrageluid kan eerst worden gekeken naar waar het bloedpropje zich bevindt. Wanneer dat is gevonden kan het medicijn worden vrijgelaten door het ultrageluid te bundelen. Dus door met medicijn gevulde ECV belletjes te gebruiken in combinatie met ultrageluid kunnen de bloedverdunners alleen op de plek van verstoppinggevaar worden vrijgelaten waardoor het bloed in de rest van het lichaam normaal blijft. Voor ader verkalking en kanker geldt hetzelfde principe. Eerst kan worden bepaald waar de zieke plek zich bevindt waarnaar het medicijn terplekke kan worden vrijgelaten. Dit zijn maar enkele voorbeelden van ziektes die op deze manier specifiek en erg efficiŽnt kunnen worden bestreden.

Minpunten

Dit hele systeem van ECV-belletjes, rode bloedcellen en ultrageluid zal een fantastisch systeem zijn wanneer men precies weet hoeveel medicijn er in de ECV-belletjes of rode bloedcellen passen en of dat genoeg is om te gebruiken voor het bestrijden van een ziekte. Daarnaast moet nog worden uitgevonden hoeveel ultrageluid er nodig is om ECV-belletjes of rode bloedcellen† te laten knappen en of dat dan niet schadelijk is voor de rest van het lichaam. Ook is het nog niet bekend hoe schadelijk het kapot knappen van een belletje is voor een cel in de buurt van zon belletje. Wetenschappelijk onderzoekers zijn daarom bezig te bestuderen of de techniek van het kapot laten trillend van met medicijnen en gevulde ECV-belletjes of rode bloedcellen met behulp van ultrageluid ook daadwerkelijk gebruikt kan worden. De techniek is dus nog niet te gebruiken in de praktijk. Verder zijn er, zoals bij elke techniek, ook hier wat nadelen te betreuren. Wanneer er rode bloedcellen gebruikt worden voor het vervoeren van medicijnen zijn deze afkomstig van de patiŽnt zelf. Vaak heeft de patiŽnt die zelf al hard nodig. Het is ook nog steeds nodig dat patiŽnten naar het ziekenhuis komen voor een behandeling. Vooral voor bij langdurige behandelingen is dit niet ideaal. Verder is het nog niet volledig duidelijk voor welke medicijnen ECV of rode bloedcellen geschikt zijn. Wel is het duidelijk dat ze zeker niet altijd bruikbaar zijn en dat er dus nog steeds gezocht moet worden naar andere inpakmaterialen. Wetenschappers zijn, in samenwerking met artsen, druk bezig met verschillende onderzoeken die het, hopelijk binnen 3 jaar, mogelijk maken om ultrageluid in combinatie met ECV of rode bloedcellen te gebruiken als een veilige techniek voor een gecontroleerde locale medicijn toediening.

Samenvattend

Om ziektes beter te bestrijden is er dus een techniek nodig die er voor zorgt dat een medicijn niet wordt afgebroken, en lokaal wordt afgegeven. Dit alles moet ook nog op een gecontroleerde manier gebeuren. Het gebruik van rode bloedcellen of ECV in combinatie met echo is hiervoor een goede techniek. ECV is net als de rode bloedcellen niet giftig. De gemiddelde diameter grootte van een ECV-belletje is 1-5 micrometer. Een micrometer is†een miljoenste meter. Omdat het zo klein is kan het net als de rode bloedcellen door de kleinste haarvaatjes te gaan en dus in het hele lichaam komen. Het voordeel van ECV ten op zichte van rode bloedcellen is dat ECV-belletjes zo enorm goed geluid reflecteren (echoŽn) dat zelfs ťťn belletje op een echoplaatje kan worden gezien. De plaats en hoeveelheid zijn daardoor erg goed controleerbaar.

Het gebruik van ultrageluid en kleine medicijn pakketjes in de bloedsomloop is een Star-Trek-achtige manier van benaderen van een medisch probleem. Het is uniek en ingenieus omdat het gecontroleerd doseren van medicijnen op specifieke plekken in het lichaam, bijvoorbeeld bij tumoren, mogelijk maakt. Wetenschappers voorspellen, samen met artsen, dat ultrageluid gecontroleerde locale afgifte van medicijnen uit pakketjes een belangrijke rol gaat spelen in de ontwikkeling van nieuwe therapieŽn. Maar er is meer kennis en dus onderzoek nodig voordat er specifieke therapieŽn ontwikkelen kunnen worden. De weg naar de eerste toepassingen in anti kanker en anti aderverkalking therapieŽn is waarschijnlijk nog maar een paar jaar van ons verwijderd maar voor andere therapieŽn zoals HIV-bestrijding is er nog een erg lange weg te gaan.


Auteur: dr. Annemieke J.E.T van Wamel


Relevante links op het Internet

http://www.eur.nl/fgg/thorax/contrast/
http://www.bae.ncsu.edu/bae/research/blanchard/www/465/textbook/otherprojects/drugDeliver_97/
http://www.pharmj.com/Editorial/19990828/education/parenteral.html

Klik op 'NIBI' (in de groene balk bovenaan) voor een overzicht van de beschikbare NIBI-artikelen