• Admin

Artikel: "BReIN wil Alzheimer aanpakken via Big Data"

Hij heeft alle reden om te glunderen. Eerder dit jaar ontving Jos Kleinjans, hoogleraar Milieugezondheidkunde aan de Universiteit Maastricht (UM), uitsluitsel over een jarenlange miljoenenbijdrage voor zijn geesteskind, de Brightlands e-Infrastructure for Neurohealth (kortweg BReIN). Dit nieuwe onderzoeksinstituut moet op het gebied van toepassing van Big Data in de gezondheidszorg de medisch-wetenschappelijke bakens structureel gaan verzetten.

Jos Kleinjans is hoogleraar Milieugezondheidkunde aan de Universiteit Maastricht en voorzitter van de vakgroep Toxicogenomics. Hij heeft al meer dan 30 jaar onderzoekservaring in toxicologie en biomarkers en meer dan 350 wetenschappelijke publicaties op zijn naam staan op het gebied van toxicilogie en milieugezondheidkunde met name genetische toxicologie en toxicogenomics. Hij leidt het onderzoeksinstituut Brightlands e-Infrastructure for NeuroHealth (BReIN) dat met behulp van big data o.a. een diepgravende studie doet naar de ziekte van Alzheimer.

Dankzij Big Data zijn we nu voor het eerst in staat om grote hoeveelheden data van patiënten snel te analyseren en daarin patronen te ontdekken die iets zeggen over het voorkomen en voorspellen van ziektes. Provincie Limburg, het Maastricht UMC+ en de UM investeren daarom de komende jaren gezamenlijk €20 miljoen in BReIN. Het instituut moet een adequate infrastructuur creëren voor het verzamelen, opslaan en bewerken van Big Data in de gezondheidszorg.

Een diepgravende studie naar de ziekte van Alzheimer dient als ‘prototype’. Omgevingsfactoren zoals schadelijke chemicaliën, voeding of gebrek aan beweging spelen een zeer bepalende, maar grotendeels nog onbekende rol bij het ontstaan van alzheimer. Daarom zullen onderzoekers allereerst monsters van patiënten uit het Alzheimer Centrum Limburg analyseren. Ook zijn er samenwerkingen voorzien met euregionale partners als de universiteiten van Luik, Leuven en het supercomputer centrum in de Duitse stad Jülich. BReIN is dan ook in eerste instantie een platform voor het verzamelen van data, met name van genomische data en data afkomstig van MRI-scans. Voor een beter inzicht in de rol van omgevingsfactoren is ook experimenteel onderzoek nodig. Samen met internationale partners zullen BReIN-wetenschappers daarom onder meer een stamcelplatform voor hersen-organoïden ontwikkelen.  


Data-infrastructuur

De eerste fase van BReIN richt zich op het verzamelen van zoveel mogelijk bestaande en beschikbare data, met name afkomstig van de Brightlands Maastricht Health Campus. Denk aan hersenmonsters van overleden alzheimerpatiënten, data van MRI-scans, patiëntgegevens via het Alzheimer Centrum Limburg. Door al die bestaande data te bundelen hoopt Kleinjans al een stukje van de puzzel te leggen. “Het gaat natuurlijk om een gigantische hoeveelheid gegevens”, beaamt de hoogleraar. “De capaciteit van het datacentrum van de universiteit in de voormalige tv-toren van Daalhof (in Maastricht-West, red.) wordt om die reden aanzienlijk vergroot. Ook de datacapaciteit op de universiteitscampus in Randwyck wordt uitgebreid.



Voor de onderlinge connecties maken we dankbaar gebruik van het reeds bestaande glasvezelnetwerk hier in Zuid-Limburg. De snelweg ligt er daarmee eigenlijk al. Het enige dat wij hoeven te doen is enkele op- en afritten creëren voor onze BReIN-infrastructuur. Daar zijn we op dit moment druk mee bezig. We richten een afrit in bij Heerlen, want onze back-up faciliteit zal worden ingericht op de Brightlands Smart Services Campus. En vandaaruit loopt de datasnelweg zelfs richting Duitsland, tot aan het supercomputer centrum in Jülich. Zoveel rekenkracht als BReIN vereist, is lokaal gewoon niet voorhanden. En in Jülich staan enkele van de krachtigste computers ter wereld. Dus dat voordeel pakken we al mooi mee!”


Stamcelmodellen

Een ander onderdeel van de Brightlands e-Infrastructure for Neurohealth betreft het koppelen van genenexpressie, gemeten in experimenten met omgevingsfactoren, aan biopten en scans van alzheimerpatiënten. “Neem pesticiden, dat is een goed voorbeeld”, zegt Kleinjans. “Er bestaat een vermoeden in wetenschappelijke kring dat blootstelling aan pesticiden de kans op het krijgen van alzheimer vergroot. Maar daarmee zijn we er nog niet. We willen de invloed van omgevingsfactoren als pesticiden daarom testen via hersen-organoïden. Daarvoor moeten we neuronale stamcelmodellen kunnen maken. Dat is nog niet zo makkelijk. Een celmodel van kankercellen maken is relatief kinderspel. De kankercellen woekeren binnen no time over de rand van de petrischaaltjes heen. Maar het is maar de vraag in hoeverre een dergelijk celmodel de feitelijke situatie in de mens weerspiegelt. Het programmeren van stamcellen is een ander verhaal, zeker als het neuronale stamcellen betreft. Een aantal onderzoekers uit ons team verblijft daarom dit najaar in Californië. Wist je dat gouverneur Arnold Schwarzenegger in zijn tijd van Californië het mekka van het stamcelonderzoek heeft gemaakt? Gelukkig heeft de UM sinds kort een samenwerkingsverband met de University of California in Irvine, dus we verwachten ook op dit terrein grote stappen te kunnen zetten. Voor het mogelijk maken van precieze en onbevooroordeelde genomische analyses van zowel patiënten als van onze experimenten met stamcellen moet ons genoomcentrum een upgrade krijgen. Ook daar zijn we druk mee bezig. We richten momenteel een nieuw lab in met de modernste apparatuur voor DNA-en RNA sequencing.”


Brightlands

Moderne analysetechnieken als genomics en imaging, maar ook het gebruik van steeds uitvoerigere standaard patiëntgegevens leveren een enorm volume aan digitale data op. Zeker in de mate waarin BReIN met die data aan de slag gaat. Vanzelfsprekend is er na de recente aanscherping van de Europese wetgeving binnen BReIN veel aandacht voor de bescherming van de privacy van patiënten, zoals via “blockchain” technologie. Mede om die redenen werken wetenschappers van de Brightlands Maastricht Health Campus nauw samen met datatechnologen van de Brightlands Smart Services Campus in Heerlen.


“We voeren op dit moment gesprekken met een tiental bedrijven van de campus in Heerlen waarmee we in de toekomst vruchtbaar hopen samen te werken”, aldus Kleinjans. “Dat zijn enkele spin-offs en startups, maar we zijn ook in gesprek met een internationaal leidend bedrijf als Accenture. Met BReIN willen we namelijk niet alleen wetenschappelijk toponderzoek doen, we willen ook analysesoftware en IT-oplossingen gericht op Big Data in de gezondheidszorg naar de markt brengen. Daarmee boren we een heel nieuw domein aan. Op de Brightlands Maastricht Health Campus worden vooralsnog met name producten en diensten voor medische diagnostiek en behandeling vercommercialiseerd. Dat zullen we dus vanuit BReIN ook blijven doen. Ik kan mij namelijk heel goed voorstellen dat we via de Health Campus op termijn bijvoorbeeld onze stamcelmodellen gaan verkopen.”


(Bron artikel: website Maastricht University, door: Mark van der Linde (tekst), Harry Heuts (fotografie)

© 2019 BReIN | All rights reserved | Design by Brightlands Maastricht Health Campus