Thuis heb ik, net als de meeste mensen, een goed gevulde medicijnkast. Pijn, koorts, een ontsteking: tegen zowat elk ongemak heb ik iets. Maar zo’n klassiek pilletje moet een omweg afleggen via de darmwand en het bloed voor het effect heeft op het orgaan in kwestie. Bovendien kunnen vervelende bijwerkingen optreden. Wat als we een shortcut nemen?
Bologna, 1780. De wetenschappers Lucia en Luigi Galvani laten de poot van een dode kikker stuiptrekken met elektriciteit. Het is een van de eerste experimenten van de bio-elektriciteit. Het idee: door elektrisch actief weefsel te stimuleren kunnen condities in het lichaam gestimuleerd of net onderdrukt worden. Intussen sloeg de geneeskunde een ander pad in: moleculair ontworpen medicijnen komen via de darmwand in het bloed terecht, en vinden hun weg naar het betrokken orgaan. Elektrische stimulatie speelde al die tijd de tweede viool, en sloeg er nauwelijks in om laboratoria te verlaten. Een bekende uitzondering is de pacemaker, en intussen is er diepe hersenstimulatie om bijvoorbeeld dwangstoornissen te behandelen.
Tweeënhalve eeuw na het kikkerexperiment heerst een elektrische revival. Het engagement van farmareus GSK, die voor de elektrische behandeling van reuma de handen in elkaar slaat met Verily (het vroegere Google Life Sciences), is tekenend voor die hernieuwde interesse.
Het centrale en perifere zenuwstelsel coördineren de functies van ons lichaam. Terwijl het centrale zenuwstelsel het controlecentrum in de hersenen en het ruggenmerg is, bestaat het perifere uit zenuwen die vanuit het ruggenmerg vertakken naar organen, ledematen en weefsels. Door die perifere zenuwen te stimuleren via een elektronisch implantaat, ontstaat een toegangspoort waarlangs je rechtstreeks op het orgaan werkt. Grootste potentiële voordeel: geen systemische neveneffecten, zoals afbraakproducten van medicatie die lever of nieren overbelasten. Een ander voordeel: de arts kan bijsturen op basis van metingen in het lichaam. Bovendien kan hij het signaal ook instant uitschakelen, wat bij een regulier medicijn niet kan.
Dat epilepsie of hartritme met elektriciteit aangepakt kunnen worden, klinkt logisch. Maar de mogelijkheden reiken verder. Een voorbeeld is reuma, waarbij je lichaam het eigen kraakbeenweefsel aanvalt. Het begint in de milt, een van de organen die het immuunsysteem moduleren. Als je kan inspelen op de sturing van hersenen naar milt, zou je reuma mogelijk kunnen ‘afzetten’.
Vooraleer bio-elektronische geneeskunde kan doorbreken, zijn technologische ontwikkelingen nodig. Vandaag gebeurt neurostimulatie met een klem die de hele zenuw beïnvloedt. Dat moet preciezer, met fijne controle over de betrokken vezel. Ook de sensoren, die informatie leveren om de stimuli bij te stellen, moeten nauwkeuriger. Het implantaat zelf moet minder invasief worden, en mag nauwelijks energie verbruiken. De sleutel daarvoor? Doorgedreven miniaturisatie via chiptechnologie. Evident moeten ook alle vragen rond cyberveiligheid waterdicht beantwoord zijn.
Het lijkt futuristisch: een ingeplante stimulator die vanop afstand continu bijgesteld wordt. Maar het zou een waardevolle aanvulling vormen op reguliere medicatie, en het is een veelbelovende piste om aanslepende ziektes als reuma, diabetes of lage rugpijn met een vingerknip te doen verdwijnen.
Dit artikel verscheen eerder als column in De Tijd.
Peter Peumans behaalde een doctoraat als elektrisch ingenieur aan Princeton University, en een bachelor- en masterdiploma aan de Katholieke Universiteit Leuven. Voor hij bij imec in dienst trad, was Peter Peumans professor Electrical Engineering aan de Stanford University. Hij ontving een NSF CAREER award en een Belgian-American Educational Foundation honorary fellowship. Hij is momenteel verantwoordelijk voor imec's strategie in gezondheid.
Gepubliceerd op:
21 december 2023
