McInnes, professor in de reumatologie en hoofd van de medische faculteit van de Universiteit van Glasgow, zal zijn eigen anatomische les gebruiken om het molecuul in kaart te brengen, net zoals Tulp al die jaren geleden de arm in kaart bracht. Een parallel die de Schotse professor heel duidelijk ziet: “Op het schilderij van Rembrandt is macro-anatomie te zien. Tulp stelt fundamentele vragen: welke structuren liggen er onder je huid? Hoe functioneren ze? En waarom werken dingen niet? Zij bevonden zich in de absolute voorhoede. Het is goed om te bedenken hoe de anatomische les er in deze moderne tijd uit zou kunnen zien. Zelf denk ik dat we daarvoor naar de moleculaire anatomie moeten kijken. Door inzicht te krijgen in waar moleculen en cellen zich precies in het weefsel bevinden, hun ruimtelijke oriëntatie, kunnen we buitengewone dingen te weten komen over hoe ziektes werken.”
McInnes past moleculaire anatomie toe op een zeer pijnlijke chronische aandoening: artritis. Een aandoening met meer dan 100 varianten die naar schatting wereldwijd de gewrichten van meer dan 350 miljoen mensen aantast. Het merendeel van deze gewrichten is aangetast door osteoartritis of reumatoïde artritis. Aan die tweede aandoening, een auto-immuunziekte, besteedt McInnes het grootste deel van zijn tijd.
We kunnen buitengewone dingen te weten komen over hoe ziektes werken
Stagnatie in de ontwikkeling
Reumatoïde artritis is een levenslange aandoening die meestal zichtbaar wordt in de gewrichten, maar ook kan leiden tot ontstekingen in het hart en de longen. Dit wordt aangestuurd door het immuunsysteem van het lichaam dat zichzelf aanvalt. Hoewel dit proces helder is voor wetenschappers, blijven veel andere aspecten van de ziekte een mysterie. “Wat betreft behandeling hebben we de stagnatie in ontwikkeling kunnen doorbreken. Meer dan een eeuw lang was er sprake van weinig progressie, maar in de laatste twintig jaar is er een opmerkelijke vooruitgang geboekt in het begrijpen van gewrichtsziekten", aldus McInnes. Deze vooruitgang is deels te danken aan de ontwikkelingen op het gebied van moleculaire anatomie. Deze ontwikkelingen hebben meer kennis opgeleverd over de binnenkant van het gewricht. Dit was mogelijk door een enorme toename in de kwaliteit van beeldvormende technologie. Met moderne moleculaire technologieën kunnen we dieper in onszelf kijken, tot op het niveau van een enkele molecuul, en kunnen we zien hoe ziekten zich manifesteren.
Dit vermogen om verder te zien zal volgens McInnes helpen om het grootste struikelblok uit de weg te ruimen voor de bestaande behandelingen tegen artritis. Namelijk dat het voor artsen nog steeds gokken is of een medicijn al dan niet zal werken voor een bepaalde patiënt. En dan nog is er voor de helft van de patiënten geen werkzame behandeling beschikbaar. "We moeten af van het proces van trial-and-error en uiteindelijk een walhalla bereiken waar we de moleculaire samenstelling van onze patiënten op zo'n niveau begrijpen dat we op het juiste moment dat perfecte medicijn kunnen kiezen. En ze dat medicijn geven voordat we iets anders krijgen", gelooft McInnes. Dit walhalla is misschien niet eens zo heel ver weg, en dat is met name te danken aan het moleculaire scalpel.
Moleculaire scalpel
Het werk van het moleculaire equivalent van het scalpel begint met een weefselbiopsie. Dit biopt wordt vervolgens behandeld met een van de vele mogelijke behandelingen tegen artritis. Als de behandeling niet werkt, kunnen McInnes en zijn team met behulp van de huidige beeldvormingstechnieken op moleculair niveau zien waarom dit niet werkt. “Dit maakt een nóg groter inzicht mogelijk waarmee we kunnen begrijpen wat wel en wat niet de cruciale route van een ziekte is.” Maar het werk van zijn scalpel houdt daar niet op. McInnes is ervan overtuigd dat we door het moleculair ontleden van ziekte en inzicht in de cruciale routes een sneeuwbaleffect kunnen veroorzaken met enorme voordelen voor patiënten. Niet alleen kunnen zij dan een gepersonaliseerd behandelplan krijgen dat aansluit bij hun eigen, afzonderlijke variant van artritis, maar wetenschappers kunnen de geleerde lessen toepassen op andere patiënten. "Door de lessen die we bij elke patiënt leren te combineren, kunnen we nieuwe behandelingen ontwikkelen. En vervolgens kunnen we biopten behandelen met de nieuwe behandeling. Hierdoor ontstaat een cyclus waardoor we steeds dieper en dieper kunnen graven. Dit proces zal uiteindelijk leiden tot langdurige remissie voor een meerderheid van onze patiënten. We zullen de behandelingen namelijk gebruiken om steeds meer te leren over waarom ze werken, of nog belangrijker, waarom ze niet werken.”
Van het gewricht naar de pees
Door een frozen shoulder verlegde McInnes zijn aandacht tijdelijk van het gewricht naar de pees. "Het werd me al heel snel duidelijk dat de behandelingen die we hebben voor peesaandoeningen bij de mens heel weinig voorstellen”, zegt McInnes. Hoewel het gewricht is onderzocht en de behandeling ervan verbeterd is door behandelingen met antilichamen, is de pees die het gewricht stabiliseert lange tijd vergeten door een foutieve aanname. "Vijftig jaar lang heeft in de leerboeken gestaan dat peesaandoeningen werden veroorzaakt door weefselschade. Maar nadat we heel goed hadden gekeken naar peesaandoeningen in een vroeg stadium, zagen we dat het een ontstekingsziekte was. En in de afgelopen zeven of acht jaar hebben we de moleculaire en cellulaire routes ontdekt die leiden tot peesaandoeningen.” Om deze ontdekking te toetsen, richtte McInnes zich op paardenrennen. "Het blijkt dat renpaarden veel peesproblemen hebben. Daarom gingen we pezen van paarden behandelen met een nieuw geneesmiddel dat we hadden ontdekt tijdens het maken van onze moleculaire kaart.”
Revolutie in de moleculaire anatomie
Dit geneesmiddel maakt nu, samen met vele andere, deel uit van een klinisch onderzoek dat wordt uitgevoerd door de vakgroep van McInnes, waardoor hij zelf kan "terugkeren naar de mens”. Een mens bij wie reumatoïde artritis het risico verhoogt op een hartaanval, beroerte en depressie. Hoewel de redenen hiervoor onduidelijk zijn, zijn er tekenen die wijzen op dezelfde ontstekingsroutes die de aanval op de gewrichten veroorzaken. Dit biedt een mogelijkheid. Door het moleculaire scalpel op andere ziekten toe te passen, is McInnes ervan overtuigd dat deze moleculaire anatomische revolutie de vakgroepen uiteindelijk samen zal brengen, zodat de behandeluitkomsten voor patiënten in de komende decennia geoptimaliseerd zullen worden.
Dit artikel verscheen eerder in het populair-wetenschappelijk magazine Janus. Het volledige artikel is hier te lezen: De Anatomische Les - Amsterdam UMC Janus 3-2023 (janusmagazine.nl)
Tekst: Jack Cairns
Foto: Eigen foto I. McInnes
Afbeelding: Marieke de Lorijn
