TNO-blik op 2030: Medicijnen 2 jaar sneller ontwikkeld

Toxicologen Wouter Vaes en Jennifer McCormack-Venhorst vertellen in dit artikel over hun samenwerking met de farmaceutische industrie.

Innovatieve technologie versnelt ontwikkelingsproces

De ontwikkeling van een potentieel medicijn, van laboratorium tot patiënt, duurt circa 13 jaar en kost tussen de 1,3 en 2,5 miljard dollar. Dit proces kan worden versneld door de inzet van innovatieve technologie. Hierdoor kunnen medicijnen op een meer kosteneffectieve manier worden ontwikkeld en eerder beschikbaar worden gemaakt voor patiënten. TNO richt zich op microtracing in combinatie met Accelerator Mass Spectrometry (AMS). Onderzoek met AMS kan het ontwikkelingsproces van nieuwe medicijnen met wel twee jaar versnellen.

Faalkans verlagen en voorkomen van vertragingen

De kans dat een kandidaat-geneesmiddel faalt tijdens kostbare klinische studies, ligt rond 90 procent. Oorzaken zijn een gebrek aan werkzaamheid (60%) en schadelijke bijwerkingen (40%). Door de hoge faalkans wordt er dus veel tijd en geld aan kandidaat-geneesmiddelen besteed, die uiteindelijk niet op de markt komen. Daardoor komen goede medicijnen dus later beschikbaar voor patiënten, terwijl deze juist vaak een wezenlijke bijdrage leveren aan het verlagen van de totale zorgkosten. Het verlagen van de faalkans en het voorkomen van vertragingen in de ontwikkeling van nieuwe geneesmiddelen is dus van groot belang.

Veiligheidsonderzoek van medicijnen al in eerste klinische fase

Om de veiligheid van nieuwe medicijnen te kunnen garanderen moeten farmaceutische bedrijven onderzoek doen om te bepalen of het kandidaat-medicijn in de mens omgezet wordt naar (giftige) afbraakstoffen. Dit onderzoek gebeurt nu nog vaak in de laatste en duurste fase van klinisch onderzoek. Met inzet van microtracing in combinatie met AMS kan dit veiligheidsonderzoek al in de eerste klinische fase worden gedaan. Dit voorkomt dat kandidaat-geneesmiddelen met een hoog veiligheidsrisico doorgaan naar de grootschalige en veel duurdere klinische studies. Bovendien kan vroegtijdige informatie over de veiligheid van een medicijn in de mens worden gebruikt om dierstudies efficiënter te maken en in sommige gevallen zelfs tot nul te reduceren.

Sneller testen door lagere radioactieve dosis van werkzame stoffen

‘Voor complexere ziekten is het de afgelopen decennia lastig gebleken een medicijn op de markt te krijgen’, vertelt Wouter Vaes. ‘Aan de ene kant streven we naar de hoogst mogelijk veiligheid, aan de andere kant leidt de uitgebreide regelgeving tot lange ontwikkeltijden. Technologische ontwikkelingen kunnen helpen om op een veilige manier ontwikkeltijden te verkorten. De AMS is een enorm apparaat dat eigenlijk hele eenvoudige metingen uitvoert. Door AMS te gebruiken kunnen we een radioactieve versie van de werkzame stoffen in medicijnen veel lager doseren. En als je een lagere radioactieve dosis kunt toedienen, mag je een paar jaar eerder de voor de goedkeuring van een medicijn benodigde experimenten uitvoeren. Het ontwikkelingstraject van een medicijn kan zo worden ingekort.’

Kill early, kill cheap

De moeilijkheid van medicijnontwikkeling zit hem niet in het synthetiseren van een werkzame stof. Het lastige is om te garanderen dat een medicijn effectief is en tegelijkertijd geen toxisch, maar wel het juiste kinetisch gedrag vertoont in het lichaam. TNO helpt de farmaceutische industrie aan de hand van het principe ‘kill early, kill cheap’: hoe sneller je de slecht werkende moleculen kunt elimineren, hoe beter. Terwijl Wouter zich bezighoudt met kinetiek en metabolisme, werkt zijn collega Jennifer McCormack-Venhorst aan de voorkant van het proces. Dankzij haar ervaring in de farmaceutische industrie heeft ze een goed overzicht, van onderzoek tot patent, en zorgt ze ervoor dat doodlopende ‘drug targets’ zo snel mogelijk worden geëlimineerd.

Testen met veel lagere doseringen

Jennifer: ‘Geneesmiddelenontwikkeling is zo’n technisch verhaal geworden, omdat een hoge dosis van een medicijn niet zomaar op een mens mag worden getest. Eerst kijk je of het effectiviteit en geen toxiciteit in celsystemen geeft, daarna ga je beide in dieren testen. Pas als dat goed gaat maken we de medisch-ethische afweging om op mensen te testen. Omdat er grote verschillen bestaan tussen mensen, dieren en celsystemen, maken we modellen om zo dicht mogelijk bij de mens in de buurt te komen. Binnen dit gehele proces wordt steeds meer gebruik gemaakt van AI en machine learning om voorspellingen te doen. Verder zorgen nieuwe technologieën, waaronder AMS, ervoor dat we (op mensen) kunnen testen met veel lagere doseringen. De combinatie van dit alles maakt dat een medicijn jaren sneller op de markt zou kunnen verschijnen.’

Toekomst: Effectiviteit van geneesmiddelen verbeteren

Hoe ziet de toekomst eruit ziet? Sommige farmaceutische bedrijven hebben hun onderzoekstraject omgegooid om doodlopende trajecten snel te elimineren en veel vroeger op mensen te kunnen testen. TNO zet zich in om de gehele industrie in die richting te bewegen. Wouter: ‘We willen AMS gaan gebruiken om de effectiviteit van geneesmiddelen te verbeteren. De bedoeling is om inzicht te krijgen in hoe een medicijn zich ‘downstream’ gedraagt, dus beter te begrijpen welke stappen moeten worden gezet en aan welke knoppen je tijdens het ontwikkelingstraject kunt draaien om het geneesmiddel optimaal te laten werken.’