In het werkveld van Life Sciences & Chemistry heeft Innovative testing te maken met het testen van stoffen op hun werking en veiligheid. Met stoffen wordt hier bedoeld alle mogelijke chemicaliën waar aan we blootgesteld worden, zoals chemicaliën in onze leef- en werkomgeving, medicijnen (inclusief biologicals), maar ook stoffen in de voeding (inclusief voedselbestanddelen en natuurlijke stoffen). Mijn les zal echter voornamelijk gaan over de laatste twee categorieën, medicijnen en stoffen in de voeding. Ik wil in mijn openbare les eerst uiteenzetten waarom het zo belangrijk is om vast te stellen wat de werking en veiligheid van stoffen is. Vervolgens wil ik beschrijven welke innovaties op dit moment al plaatsvinden, in de toxicologie en de farmacologie. Dit wil ik doen om aan te geven waar de parallellen en mogelijkheden voor synergie liggen. Daarna zal ik aan de hand van een aantal voorbeelden aangeven tegen welke grenzen men zoal aanloopt bij het testen van werking en veiligheid van stoffen, om daarbij ook aan te geven dat er duidelijk aanwijzingen zijn voor het vervagen van grenzen tussen farmacologie en toxicologie. Tot slot zal ik aangeven welke rol het Kenniscentrum Life Sciences & Chemistry van Hogeschool Utrecht op het gebied van onderzoek én onderwijs in het werkveld van Innovative testing in Life Sciences & Chemistry wil gaan spelen.
Oudere patiënten slikken, als ze meerdere chronische ziekten hebben, vaak heel wat pillen op een dag. Maar wie houdt bij patiënten die thuis wonen het overzicht over al die verschillende medicijnen? Van de bijwerkingen? En of die pillen wel doen wat ze moeten doen? Verpleegkundige Nienke Dijkstra (33) onderzocht hoe in de wijk wordt omgegaan met medicatie en keek naar de rol van verpleegkundigen daarbij.
LINK
In het ziekenhuis kan elke fout een leven kosten. Zo kan al een kleine bereidingsfout bij het klaarmaken van intraveneuze medicijnen (IV) leiden tot levensbedreigende omstandigheden voor de patiënt. Bereiding van dit type medicijnen gebeurt in de apotheek en op de verpleegafdeling. Met name op de verpleegafdeling is het een drukke en onvoorspelbare setting. Wereldwijd komen in deze setting ernstige bereidingsfouten nog te frequent voor. Om deze menselijke fouten te reduceren, wordt in deze KIEM aanvraag een proof-of-concept ‘slim oog’ ontwikkeld die vlak voor de toediening detecteert of de juiste dosis aanwezig is, of het type medicijn correct is en geen vervuiling aanwezig is. Het slimme oog maakt gebruik van hyperspectrale technologie en artificial intelligence, en is een samenwerking tussen de Computer Vision & Data Science afdeling van NHL Stenden Hogeschool, de automatische medicijncontrole specialist ZiuZ, en het Tjongerschans ziekenhuis. De unieke combinatie tussen nieuwe AI-technieken, hyperspectrale techniek en de toepassing op intraveneuze medicijnen is voor dit consortium technisch nieuw, en is nog niet eerder ontwikkeld voor de toepassing aan het bed of in de medicijnkamer op de verpleegafdeling. De onvoorspelbare setting en de urgentie aan het bed maakt dit onderzoek technisch uitdagend. Tevens moet het uiteindelijke device klein en draagbaar en snel werkzaam zijn. Om de grote verscheidenheid aan mogelijke gebruik scenario's en menselijke fouten te vangen in het algoritme, wordt een door NHLS ontwikkelde simulatie procedure gevolgd: met nabootsing van de praktijksituatie in samenwerking met zorgverleners, met opzettelijke fouten, en computer gegenereerde beeldmanipulatie. Het project zal geïntegreerd worden in het onderwijs volgens de design-based methode, met teams bestaande uit domein experts, bedrijven, docent-onderzoekers en studenten. Het uiteindelijke doel is om met een proof-of-concept aan-het-bed demonstrator een groot consortium van ziekenhuizen, ontwikkelaars en eindgebruikers enthousiast te maken voor een groter vervolgproject.
Biomassa afkomstig van stedelijk groenbeheer is grondstof voor biocascadering van benutbare biomassa componenten. Planten bevatten waardevolle inhoudstoffen die als grondstof kunnen dienen voor onder andere farmaceutica, cosmetica, voeding, veevoer, chemie, biomaterialen en bio-energie. Stedelijk groen draagt bij aan kwaliteit van leven voor burgers en biodiversiteit in de stad. Introductie van kwalitatief hoogwaardig stedelijk groen met multifunctionele eigenschappen ten aanzien van stedelijk klimaatsverbetering is op dit moment niet haalbaar vanwege de hoge kosten van aanleg en onderhoud. Het op meerdere manieren benutten van stedelijk snoeimateriaal en het circulair maken van de mineralen kringloop moet het mogelijk maken kosteneffectieve hoogwaardige beplantingen in de stedelijke ruimte te realiseren. Het groenbeheers bedrijf Ecorridors BV en het farmaciebedrijf Syncom BV beogen gezamenlijk een circulaire supply chain te ontwikkelen voor het aanvoeren, extraheren en benutten van plantinhoudstoffen uit biomassa snoeimateriaal voor farmaceutische, cosmetische en biocompostering toepassingen. Het doel van dit Kiem-Vang project is het aantonen van proof-of-principle en het ontwikkelen van een business case voor het circulair ontwerp van aanplanten en onderhouden van multifunctionele beplanting en groenvoorzieningen waarbij snoeiresten volgens een bio-cascaderings benadering gebruikt worden voor isoleren van hoogwaardige grondstoffen, het ontwikkelen van toepassingen hiermee voor o.a anti-tumor medicijnen en cosmetica en vervolgens restverwerking tot compost en/of bioenergie.
Aanleiding Nieuwe stoffen en producten van de farmaceutische sector en de (agro)chemie moeten uitgebreid getest worden voordat ze op de markt kunnen verschijnen. Voor die testen is nu nog een groot aantal proefdieren nodig. Dit stuit echter op een aantal bezwaren: de uitkomsten van deze studies zijn niet altijd goed vertaalbaar naar effecten bij de mens, proefdierstudies zijn duur en de ethische kant van dierproeven staat steeds vaker ter discussie. Bedrijven zijn naarstig op zoek naar alternatieve testsystemen die ervoor kunnen zorgen dat proefdierstudies met zoogdieren worden verminderd, verfijnd en vervangen (de drie V's). Doelstelling In twee eerdere RAAK-projecten is ontdekt dat nematode C. elegans een kansrijk alternatief voor dierproeven is. Het is nu aan het multidisciplinaire team van Elegant! om de potentie van deze rondworm uit te bouwen en te ontwikkelen in een gevalideerd onderzoeksmodel voor de chemische, agrochemische en farmaceutische sector. Zij gaan C. elegans inzetten als alternatief testmodel om complexe responsen te meten. De vragen die zij willen beantwoorden met het onderzoek zijn: " Hoe effectief is het gebruik van C. elegans als alternatief testsysteem in het voorspellen van mogelijke toxische effecten en farmaceutische activiteiten? " In hoeverre kan C. elegans een meerwaarde hebben met betrekking tot het bestuderen en begrijpen van het onderliggende werkingsmechanisme? Beoogde resultaten Het resultaat van het project is kennis over de effectiviteit van C. elegans als alternatief systeem voor het screenen van stoffen op veiligheid en activiteit. Tijdens het onderzoek wordt er ook nieuwe technologie ontwikkeld, waaronder: " een productieproces voor de continue aanlevering van wormen; " lab-on-chipmodule voor high-throughput microscopie; " zelfregulerende mappingtool voor verzameling en interpretatie van data.
