Vragen binnen deze route - Nationale Wetenschapsagenda

Regeneratieve Geneeskunde: game changer op weg
naar brede toepassing
Regeneratieve geneeskunde is erop gericht nieuwe behandelingen te ontwikkelen die
slim gebruik maken van het zelfherstellend vermogen van ons lichaam. Deze
behandelingen zijn erop gericht om op een duurzame manier en zonder bijwerkingen
cellen, weefsels en orgaanfuncties te repareren, vervangen of herstellen na schade
door ziekte of letsel. De drie overkoepelende vragen die aan de Nationale
Wetenschapsagenda gesteld zijn geven een illustratie van de breedte en
verbindingskracht van de route Regeneratieve Geneeskunde. Hoe kunnen we met
behulp van (stam)cellen en biomaterialen de vorming en het herstel van weefsels en
organen bevorderen? Kunnen we modellen van het menselijk lichaam ontwerpen en
slimme technologie gebruiken voor gezondheids- voedings- en toxiciteitsonderzoek en
daarmee tegelijkertijd het proefdiergebruik drastisch verminderen? Kunnen we (bio)elektronica ontwerpen die direct met ons lichaam communiceert, en materialen en
technologie die lichaamsfuncties herstellen of ondersteunen? In de routeworkshop
worden deze vragen en het belang ervan voor Nederland verder uitgewerkt.
Deze brede basis in het Nederlandse veld vormt een uitstekende voedingsbodem om
in samenwerking met private en maatschappelijke partijen nieuwe toepassingen te
ontwikkelen en vergevorderde methodes te valoriseren. De route Regeneratieve
Geneeskunde zal voor doorbraken gaan zorgen in het verbeteren van
levensverwachtingen voor mensen met chronische ziekten of beperkingen.
Uitkomsten routeworkshop van 30 maart jl.
Vragen binnen deze route
N100 - Hoe kunnen we met behulp van (stam)cellen en biomaterialen de
vorming en het herstel van weefsels en organen bevorderen?
Beschrijving:
De regeneratieve geneeskunde ̶ het herstel van functie in beschadigde organen en
weefsels ̶ staat aan de vooravond van een revolutie, gezien de potentie van het
gebruik van stamcellen en tissue engineering voor een nieuwe methode van genezing.
Stamcellen vormen de bron van alle weefsels en organen. Maar hoe werken ze en hoe
weten ze wat ze moeten worden? Om de stap van stamcel naar weefsels en organen
op maat te kunnen maken is meer inzicht nodig in de werking van stamcellen, en in de
samenhang tussen verschillende soorten weefsels in een orgaan in de
driedimensionale context. Door het toepassen van regeneratieve geneeskunde en het
bevorderen van lichaamseigen herstel kan bovendien de noodzaak van donormateriaal
afnemen – een zeer wenselijke maatschappelijke ontwikkeling gezien het sterke tekort
aan donororganen.
Verbindend karakter:
Stamceltechnologie en tissue engineering bieden de mogelijkheid om weefsels uit
lichaamseigen cellen te kweken. Pluripotente stamcellen zijn in staat te differentiëren in
alle typen gespecialiseerde cellen in ons lichaam; multipotente volwassen stamcellen
kunnen alleen differentiëren in een aantal gespecialiseerde cellen maar zijn veiliger.
Welke bron het beste zal zijn voor lichaamsherstel moet in de komende tien jaar uit
onderzoek duidelijk worden. Er moeten biomaterialen ontwikkeld worden die zich
aanpassen aan de gastheer, die niet tot afstotingsreacties leiden, en die in het ideale
geval het eigen lichaamsweefsel stimuleren tot zelfherstel. In sommige gevallen
kunnen weefsels wellicht gerepareerd worden door in te grijpen op moleculair niveau.
In de toekomst is het misschien zelfs mogelijk om weefsels te maken met behulp van
3D-printen.
Onderzoeksagenda:
Quality of Life --> Kennisinstelling: UM
Regen­erative medicine & stem cells --> Kennisinstelling: UMCU
Genomics --> Kennisinstelling: Hogeschool Leiden
Biomoleculaire systemen --> Kennisinstelling: AMOLF
Stamcellen --> Kennisinstelling: KNAW: Hubrecht Instituut
Health --> Kennisinstelling: TUD
Life Sciences --> Kennisinstelling: UU
Fundamentals of Natural Science --> Kennisinstelling: UvA
Human Health --> Kennisinstelling: UvA
Healthy brain --> Kennisinstelling: RUN
Personalised medicine --> Kennisinstelling: RUN
Immunity, infection and tolerance --> Kennisinstelling: LUMC
Vascular and regen­erative medicine --> Kennisinstelling: LUMC
Trans­lational neuro­science --> Kennisinstelling: LUMC
Ageing --> Kennisinstelling: LUMC
Innovation in health strategy and quality of care --> Kennisinstelling: LUMC
Human Health & Life Sciences --> Kennisinstelling: VU
Elucidating malignant transformation --> Kennisinstelling: RUG
Molecular Life & Health --> Kennisinstelling: RUG
Advanced Materials --> Kennisinstelling: RUG
Medical Delta --> Kennisinstelling: Leiden-Delft-Erasmus
Anemie --> Kennisinstelling: Sanquin
Kanker --> Kennisinstelling: Sanquin
Immuundeficiëntie en Veroudering --> Kennisinstelling: Sanquin
Ontstekingen en Vaatziekten --> Kennisinstelling: Sanquin
Beleidsagenda
Innovatiecultuur stimuleren --> Maatschappelijke organisatie: VWS
N101 - Kunnen we modellen van het menselijk lichaam ontwerpen en
slimme technologie gebruiken voor gezondheids- voedings- en
toxiciteitsonderzoek en daarmee tegelijkertijd het proefdiergebruik
drastisch verminderen?
Beschrijving:
De farmaceutische industrie werkt steeds minder kosteneffectief. Een belangrijke
oorzaak hiervan is dat veel medicijnen na een lang ontwikkeltraject uiteindelijk toch niet
blijken te werken of bijwerkingen blijken te geven. Ook in de voedings- en
levensmiddelenindustrie blijkt het moeilijk om op een kosteneffectieve manier aan te
tonen dat innovatieve producten veilig en gezond zijn. De chemische industrie ten
slotte staat voor de uitdaging de toxiciteit van grote aantallen stoffen te bepalen. Dit
vereist met de huidige protocollen veel dierproeven.
Realistische laboratoriummodellen van organen op basis van gekweekt weefsel
kunnen een unieke bijdrage leveren aan het onderzoek naar het ontstaan van ziektes,
veiligheid van stoffen, ontwikkeling van medicijnen, en op de individuele patiënt
toegesneden personalised behandelingen. Naast de duidelijke biomedische relevantie
van dit onderwerp sluit de ontwikkeling van menselijke en dierlijke
laboratoriummodellen goed aan op de sterke maatschappelijke behoefte aan het
vinden van alternatieven voor proefdieren. Organs-on-chips zijn voorbeelden van zulke
laboratoriummodellen gebaseerd op de implementatie van celmateriaal in
microdevices. De technologie biedt de mogelijkheid om chips te maken waarin de
biochemische, mechanische, en fysische omgevingsfactoren perfect beheerst kunnen
worden. Een volgende stap is om weefsels te laten groeien onder omstandigheden
zoals die in het menselijk lichaam aanwezig zijn, en de weefsels te laten functioneren
zoals organen in ons lichaam.
Verbindend karakter:
Kweekmodellen van menselijke organen op een chip zijn zeker binnen tien jaar te
ontwikkelen, vooral door de grote vooruitgang die in Nederland behaald kan worden op
het vlak van stamcelbiologie, microfluïdica, nanotechnologie, materiaalkunde, 3Dprinten en genetica. Voor het onderzoek zijn bronnen van humaan weefsel nodig; het
vergt juridisch en ethisch onderzoek om dit in Nederland mogelijk te maken. Ook nog
onvermoede toepassingen van de integratie van menselijk weefsel met elektronica en
het vroegtijdig en nauwkeurig voorspellen van de ontwikkeling van ziektes roept
ethische vragen op. Synthetische biologie, inclusief het construeren van cellen of
organen en de bijbehorende detectie- en analysesystemen op een chip, is als
onderzoeksveld sterk in opkomst. Het werkveld wordt genoemd onder het thema
‘Regenerative medicine’ in de topsector Life Sciences and Health, en onder ’Chemical
nanotechnology & devices’, een programmalijn binnen de topsector Chemie. Het
onderzoek sluit erg goed aan bij omvangrijke programma’s in de Verenigde Staten
zoals BRAIN Initiative en het Human Brain Project van de Europese Unie.
Onderzoeksagenda:
Nutrition & Health --> Kennisinstelling: WUR
eHealth and mHealth --> Kennisinstelling: NFU
Enabling techno­logies --> Kennisinstelling: NFU
Hormones & metabolism, including meta­bolomics --> Kennisinstelling:
ErasmusMC
CoE BioCentre --> Kennisinstelling: Hogeschool van Arnhem en Nijmegen
CoE voor innovatieve zorg en technologie --> Kennisinstelling: Hogeschool Zuyd
Agri, food & lifesciences --> Kennisinstelling: Inholland
Health & Wellbeing --> Kennisinstelling: Saxion
Big data analytics --> Kennisinstelling: Netherlands eScience Center (NLeSC)
Networked Information --> Kennisinstelling: TNO
Predictive Health Technologies --> Kennisinstelling: TNO
Food & Nutrition --> Kennisinstelling: TNO
Prevention, Work & Health --> Kennisinstelling: TNO
Health --> Kennisinstelling: TUD
Food production & Food security --> Kennisinstelling: WUR
Fundamentals of Natural Science --> Kennisinstelling: UvA
Human Health --> Kennisinstelling: UvA
Quality of Life --> Kennisinstelling: UM
Trans­lational Drug Discovery and Development --> Kennisinstelling: LEI
Life Science --> Kennisinstelling: CWI
Kenniscentrum Zorginnovatie --> Kennisinstelling: Hogeschool Rotterdam
Immunity, infection and tolerance --> Kennisinstelling: LUMC
Vascular and regen­erative medicine --> Kennisinstelling: LUMC
Innovation in health strategy and quality of care --> Kennisinstelling: LUMC
Kenniscentrum Technologie en Innovatie --> Kennisinstelling: Hogeschool Utrecht
Integrale Risicobeoordeling --> Kennisinstelling: RIVM
Gezondheid en afweer --> Kennisinstelling: RIVM
Human Health & Life Sciences --> Kennisinstelling: VU
Life Sciences --> Kennisinstelling: UU
Cure & Prevention by personalized (drug) treatment --> Kennisinstelling: RUG
Human wellbeing & biomedical materials --> Kennisinstelling: RUG
Brain ageing --> Kennisinstelling: RUG
Factors influencing health & health care --> Kennisinstelling: RUG
Health care innovation --> Kennisinstelling: MUMC
Nutrition and metabolism --> Kennisinstelling: MUMC
Gastro­intestinal diseases and metabolic disorders --> Kennisinstelling: AMC
Cardio­vascular diseases --> Kennisinstelling: AMC
Medical Integromics --> Kennisinstelling: AMC
Systems Biology --> Kennisinstelling: AMC
Medical Delta --> Kennisinstelling: Leiden-Delft-Erasmus
Brain --> Kennisinstelling: UMCU
Regen­erative medicine & stem cells --> Kennisinstelling: UMCU
Anemie --> Kennisinstelling: Sanquin
Kanker --> Kennisinstelling: Sanquin
Immuundeficiëntie en Veroudering --> Kennisinstelling: Sanquin
Bionanoscience --> Kennisinstelling: TUD
CoE UCREATE --> Kennisinstelling: Hogeschool voor de Kunsten Utrecht
Beleidsagenda
Enabling technologies & infrastructure --> Maatschappelijke organisatie: LSH
Pharmacotherapy --> Maatschappelijke organisatie: LSH
Regenerative medicine --> Maatschappelijke organisatie: LSH
Specialized nutrition, health & disease --> Maatschappelijke organisatie: LSH
Healthcare --> Maatschappelijke organisatie: HTSM
N121 - Kunnen we (bio-)elektronica ontwerpen die direct met ons
lichaam communiceert, en materialen en technologie die
lichaamsfuncties herstellen of ondersteunen?
Beschrijving:
De ontwikkeling van technologie die direct kan communiceren met het menselijk
lichaam kan leiden tot geheel nieuwe manieren om gezondheid te stimuleren en
ziektes te bestrijden. Implanteerbare en draagbare apparatuur kan bijvoorbeeld
gebruikt worden voor het herstellen van lichamelijke en cognitieve functies of om
ziektes op te sporen en te behandelen.
Daarnaast kunnen vragen worden geformuleerd ten aanzien van bio-elektronica en
materialen of systemen met een toegevoegde waarde. Denk aan technologieën die
een extensie van de menselijke functies vormen. Of aan systemen die biologische
functies van mens en dier vertalen in hard- en software voor specifieke doeleinden,
zoals geur- of versheidsindicatoren. Of aan uitvindingen die instrumenten voor sturing
binnen sociale netwerken opleveren. In het ontwerp van deze materialen en systemen
dient uiteraard in alle gevallen de mens centraal te staan bij het optimaliseren van de
beoogde functies.
Voor de verdere ontwikkeling van dergelijke technologie is een diepgaand begrip nodig
van de wisselwerking tussen bio-elektronische en nanotechnologische componenten
en menselijke cellen, weefsels en organen. Er is tevens een raakvlak met het terrein
van de mens-computerinteractie dat op zijn beurt deels weer past in het
onderzoeksgebied van de kunstmatige intelligentie en dat van de data science. De
voorgestelde onderwerpen en benaderingen brengen ook elementen met zich mee die
meer filosofisch van aard zijn.
Verbindend karakter:
In Nederland is een sterk netwerk rondom nanotechnologie aanwezig met een
academische en industriële basis. Dit netwerk wordt bij uitstek geschikt geacht om de
interdisciplinaire en biotechnologische uitdagingen aan te pakken die hierbij komen
kijken. Via dit ecosysteem is de koppeling tussen fundamentele vragen en meer
toegepaste vragen op weg naar uiteindelijke technische applicaties gegarandeerd.
Onderzoek binnen de medische sector geeft richting aan de te ontwikkelen
technologie. Kennisontwikkelingen binnen met name de biologie, de zintuig- en
bewegingsfysiologie en de sociologie zullen de ontwikkeling van hulpmiddelen voor de
uitbreiding of versterking van lichamelijke functies en interacties eveneens verder
stimuleren, bijvoorbeeld op het gebied van non-invasieve (zelf)-monitoring devices. In
de medische sfeer is er intensieve spin-off naar bedrijven. Onderzoeksresultaten
geven aanleiding tot veel start-up activiteiten. De producten die uit deze activiteiten
voortkomen, hebben een directe betekenis voor de samenleving.
Onderzoeksagenda:
Robotics --> Kennisinstelling: TU/e
Health --> Kennisinstelling: TUD
Robotics Institute --> Kennisinstelling: TUD
Biomedical Technology --> Kennisinstelling: UT
High Tech Materials --> Kennisinstelling: 3TU
Humans & Technology --> Kennisinstelling: 3TU
Materiaalschaarste, hergebruik en nieuwe materialen --> Kennisinstelling:
Technologie­agenda
Deeltjesfysica en astrodeeltjesfysica. --> Kennisinstelling: NIKHEF
Flexible & Free-form products --> Kennisinstelling: TNO
Human Health --> Kennisinstelling: UvA
Quality of Life --> Kennisinstelling: UM
Information --> Kennisinstelling: CWI
Kenniscentrum Zorginnovatie --> Kennisinstelling: Hogeschool Rotterdam
Innovation in health strategy and quality of care --> Kennisinstelling: LUMC
Human Health & Life Sciences --> Kennisinstelling: VU
Life Sciences --> Kennisinstelling: UU
Human wellbeing & biomedical materials --> Kennisinstelling: RUG
Advanced Materials --> Kennisinstelling: RUG
Molecular Life & Health --> Kennisinstelling: RUG
Medical Delta --> Kennisinstelling: Leiden-Delft-Erasmus
Regen­erative medicine & stem cells --> Kennisinstelling: UMCU
Beleidsagenda
Components and circuits --> Maatschappelijke organisatie: HTSM
Healthcare --> Maatschappelijke organisatie: HTSM
Nanotechnology --> Maatschappelijke organisatie: HTSM