Driemaal daags één microchip: de opkomst van slimme pillen

“Is your car networked? Is your bookstore networked? Is your music networked? Is your pill networked?” Met deze vragen sloot Andrew Thomson vijf jaar geleden zijn presentatie op TEDMED af. Thomson is de CEO van Proteus Digital Health, een Amerikaans bedrijf dat zich richt op de ontwikkeling van ingestible computers: pillen die door een piepklein zendertje met bijvoorbeeld een app kunnen communiceren. Zijn vraag of pillen ook smart zijn kan inmiddels met ‘ja’ worden beantwoord. Met de Proteus’ technologie weet je precies wanneer je je medicijnen genomen hebt, maar ook hoe je erop reageert en of je misschien een aangepaste dosering of ander medicijn nodig hebt. “iTunes is big”, zegt Thompson, “iMed is much, much bigger.”

Er zijn verschillende reden waarom mensen nalatig zijn bij het innemen van hun medicijnen. Vergeetachtigheid, het gebrek aan juiste informatie of emotionele barrières zoals vervelende bijwerkingen. En dat terwijl voorgeschreven medicijnen op de juiste manier innemen een fundamenteel onderdeel is van het beter kunnen verzorgen van bijvoorbeeld chronische ziektes, en daarnaast ziektekosten kunnen drukken. Cardioloog Eric Topol stelt in zijn boek The Creative Destruction of Medicine dat hartfalen de grootste oorzaak van ziekenhuisopnamen in Amerika is. Dit komt in veel gevallen doordat hartfalen patiënten hun medicijnen niet goed slikken. 27% van de patiënten ouder dan 65 moet om deze reden na ontslag uit het ziekenhuis binnen dertig dagen weer terugkeren, 50% binnen zes maanden. De kosten van al deze ziekenhuisbezoeken lopen jaarlijks tegen $37 miljard dollar.

Nieuwe technieken hebben de potentie om de hoge kosten en onnodige ziekenhuisopnamen die het gevolg zijn van het vergeten van medicijnen of onjuist medicijngebruik te verlagen. Slimme pillen maken het namelijk mogelijk om door middel van een microchip te zien of de voorgeschreven medicijnen genomen zijn en deze informatie vervolgens ook nog draadloos naar een mobiele applicatie te sturen. Deze ontwikkeling kan de manier waarop artsen hun patiënten en hun medicijn gebruik kunnen monitoren beter en efficiënter maken.

Slimme pillen

Slimme pillen zijn geen nieuw concept. Philips Research introduceerde in 2008 op een farmaceutisch congres in Atlanta al een prototype van zijn iPill: een standaard medicijncapsule (de grootste maat) volgepakt met chips, sensoren en een piepkleine pomp.  Door Proteus Digital Health, de onderneming van Thompson, staat deze technologie sinds kort echter weer volop in de belangstelling. Voornamelijk omdat Proteus dit voorjaar 62,5 miljoen aan nieuw durfkapitaal kreeg van aansprekende namen als Oracle en Novartis.

Proteus begon enkele jaren geleden aan het concept digital medicine; producten met een ingebouwde microchip. Sinds 2008 is de FDA, de partij die in Amerika toezicht houdt op de kwaliteit en veiligheid van onder andere medicijnen, betrokken bij de onderzoeken die Proteus doet naar hun microchip. In 2009 onderzocht Proteus de werking van hun microchip in combinatie met medicijnen voor een hoge bloeddruk, hartfalen of tuberculose. In dat onderzoek werden proefpersonen gedurende lange tijd aan klinische tests onderworpen. Uiteindelijk ontving Proteus’ technologie in 2010 een CE-markering en kreeg de microchip halverwege 2012 ook goedkeuring van de FDA.

Het formaat van Proteus' microchip

Wat doet zo’n microchip precies?

In het geval van Proteus kan de microchip in de toekomst op verschillende manieren aan de apotheker en dus de patiënt geleverd worden; als een losse pil die naast de medicatie geslikt wordt of in een capsule waarin zowel de chip als het medicijn verwerkt zijn. Iedere chip heeft een unieke identificatiecode.

De microchip is gemaakt van silicium en bevat sporen van magnesium en koper; ingrediënten die ook in ons dagelijks voedsel gevonden kunnen worden. Daarnaast zit er een microsensor verwerkt in de chip. Zodra de chip wordt doorgeslikt en in het maag-darmkanaal terecht is gekomen, ontstaat er door spijsverteringssappen in het lichaam een zekere kleine elektrische stroom die gebruikt kan worden om de microchip van energie te voorzien.

De chip levert vervolgens een signaal - ‘a man made digital heartbeat’, aldus Thompson - dat kan worden opgepikt door een draagbare sensor op de huid van een patiënt. Deze draagbare sensor stuurt vervolgens een melding naar een mobiele telefoon om aan te geven dat de medicijnen zijn ingenomen. Hierbij worden de exacte tijd, de timing van de dosering en de bijbehorende lichamelijke reacties als hartslag, lichaamshouding, activiteiten en de temperatuur van de huid ook geregistreerd.

Proteus Digital Health

De draagbare sensor is een waterproof, wegwerp patch die zeven dagen lang op het bovenlichaam gedragen wordt en daar  lichamelijke signalen waarneemt en registreert. De bijbehorende mobiele applicatie van Proteus heet Helius. Deze software, die geïnstalleerd kan worden op een smartphone of een tablet, is geschikt voor de patiënt, de behandeld arts en eventueel de familie van de patiënt. De applicatie geeft inzicht in de exacte tijd waarop een medicijn is ingenomen en maakt daarnaast inzichtelijk hoe actief de patiënt is en of hij een goede nachtrust heeft gehad.

De familie van de patiënt kan, in de visie van Proteus, toegang krijgen tot de persoonlijke internet pagina van de patiënt, een reëel scenario voor ouders met kinderen met diabetes, of voor kinderen van wie de ouders op leeftijd een eind van hen vandaan wonen. De software van Proteus maakt het mogelijk om familieleden of kennissen een sms-bericht te sturen met daarin informatie over de nachtrust, lichamelijke activiteiten en de medicijn inname van de patiënt.

Daarnaast is Helius belangrijk voor de behandelend arts.

Voor een arts kan het lastig zijn om te achterhalen waarom patiënten moeite hebben met het innemen van hun medicijnen. Ligt het aan het recept, de dosering of de medicatie zelf? Door juist tussen de bezoeken aan de dokter door constant de lichamelijke reacties van patiënten te monitoren, bijvoorbeeld door hartslag en andere essentiële data die inzicht geven in de werking van het medicijn te registeren, kan een behandeld arts er voor kiezen om de dosering te verhogen of verlagen of eventueel de medicatie te veranderen. Foutief medicijngebruik kan daardoor worden teruggedrongen, aldus Proteus.

Helius

Het zal duidelijk zijn dat we hier potentieel ook in een ethisch en privacy mijnenveld terechtkomen, maar daar gaat de FDA niet over. Dit type vragen zal ongetwijfeld aan bod komen wanneer de technologie daadwerkelijk voor consumenten beschikbaar komt.

Klinische onderzoeken

Momenteel heeft Proteus alleen FDA goedkeuring voor de microchip in combinatie met een placebo. Zodra Proteus’ technologie gebruikt gaat worden in combinatie met een echt medicijn, is er opnieuw een FDA goedkeuring nodig. Zelfs al gaat het om een bestaand medicijn dat zelf die goedkeuring al heeft. Er moet eerst bewezen worden dat de microchip stabiel blijft zodra deze verwerkt is in een geneesmiddel en er moet aangetoond worden dat de werking van het medicijn niet wordt aangetast.

Daarom werkt het bedrijf ondertussen door aan klinische onderzoeken naar behandeltrajecten van verschillende ziektes, zodat de microchip op den duur echt aan werkende medicijnen kan worden toegevoegd. Onderzoeken die nu lopen zijn onder andere gericht op het hierboven genoemde hartfalen, maar ook ziektes rondom het centraal zenuwstelsel, zoals schizofrenie, Parkinson en Alzheimer, worden onderzocht.

 Immers, mensen die aan deze ziekte leiden moeten gedurende een lange tijd (soms meermaals) dagelijks medicijnen gebruiken om hun ziekte onder controle te houden. De kwaliteit van het leven van patiënten kan verbeterd worden door hen er aan te herinneren dat ze hun medicijnen moeten nemen. Hetzelfde geldt voor andere ziektes die gepaard gaan met jarenlang medicijn gebruik, zoals diabetes, of chronische ziektes bij ouderen.

En de iPill?

Digital medicine is in ieder geval red hot bij de Amerikaanse pers en investeerders. Je mag verwachten dat Philips met zijn iPill dus ook op de eerste rij zit. Woordvoerder Steve Klink van Philips laat weten dat de technologie heel veelbelovend is, maar niet goed ingepast kon worden in de wereldwijde divisies van Philips. Daarom is de iPill technologie verzelfstandigt in een apart bedrijf Medimetrics, waarin Philips wel een belang heeft gehouden.

Medimetrics' IntelliCap

Olaf Weiner, de CEO van het in Nederland en de VS gevestigde Medimetrics, kent Proteus goed. “Hun aanpak is fundamenteel anders dan die van onze technologie. Hun chip meet alleen maar óf een medicijn in je lichaam is aangekomen. Het probleem waar zij zich op richten is een hogere medicijntrouw bij consumenten. Onze IntelliCap technologie gaat veel verder. Wij kunnen bepalen waar de capsule zich bevindt in het lichaam, en door een elektronisch aangestuurd pompje de medicatie-afgifte extreem precies doseren." Alle informatie vanuit de capsule kan naar apparaten buiten het lichaam worden doorgegeven, en de afgiftedosis kan daarmee ook nog worden aangepast door andere metingen, bijvoorbeeld een verhoogde inspanning. Weiner gelooft net als Proteus dat smart pills uiteindelijk gewoon bij elke apotheek te koop zullen zijn, maar dat we het dan wel over jaren en niet over maanden hebben voordat het zover is.

De Medimetrics-capsules worden echter al geruime tijd gebruikt in research en testomgevingen, bijvoorbeeld door de grote farmaceutische concerns.

 Weiner: “Onze technologie is al bewezen in de praktijk, ook op menselijke proefpersonen in gecontroleerde omgevingen. De farmaceutische industrie ziet in dat dit type digitale technologie de toekomst is. De volgende stap is het volledige certificeringsproces met bestaande of nieuwe medicijnen.”

Er wordt dus veel onderzoek gedaan, maar we zijn nog wel enige tijd weg van het punt waarop je zelf op je app een pil kan volgen. Ook Robin Suchan, woordvoerder van Proteus, kon ons desgevraagd nog niet vertellen hoe lang het nog gaat duren voordat de FDA-certificering met échte medicijnen zal zijn afgerond.

Medicijnen voor medicijnen

Ondertussen is Proteus met een nieuw programma gestart, genaamd Medmatch. Wanneer patiënten zich aan hun medicijn regime houden - wat in de gaten gehouden wordt door de producten van Proteus – geven farmaceutische bedrijven een donatie in de vorm van geneesmiddelen aan patiënten die zich deze medicijnen zelf niet kunnen veroorloven. Voor farmaceutische bedrijven is het interessant om aan het MedMatch programma deel te nemen, omdat patiënten die zich wel aan hun dosering houden, ook sneller geneigd zijn om een herhaalrecept op te vragen.

Je kunt het in ieder geval aan de Amerikanen overlaten om een technologische ontwikkeling te duiden met een naam die het goed doet op congressen. Als het aan Proteus ligt hebben we het binnenkort allemaal over ingestible computers. Wij houden het voorlopig nog even op slimme pillen.