Goed nieuws voor wie bang is voor een injectienaald. In de toekomst kunnen ziektes waarschijnlijk worden gediagnosticeerd met een simpele ademtest.
Onze adem verraadt veel over ons. Met elke uitademing stoot de mens grote hoeveelheden moleculen uit die iets prijsgeven over wat er in ons lichaam gebeurt. De afgelopen jaren mogen die op steeds meer belangstelling van de geneeskunde rekenen.
Zürichse wetenschappers zijn nu een groot onderzoeksproject gestart. ‘Wat de adem prijsgeeft’, zo luidt de naam voor het gezamenlijke project van de Universiteit van Zürich, het Universitair Medisch Centrum (USZ) en de Federale Technische Hogeschool (ETH) – en het heeft ambitieuze doelen: in de toekomst moeten diverse ziektes gediagnosticeerd kunnen worden met een simpele ademtest. Goed nieuws dus voor wie bang is voor een injectienaald.
We hebben ontdekt dat ieder mens een eigen ademafdruk heeft
Een ademtest ontziet de patiënt, zelfs wie ernstig ziek is kan ademen in een buisje. Röntgenonderzoek of weefsel- en bloedafname zijn aanzienlijk meer belastend. Dat is het grote voordeel van deze methode. Maar wat de onderzoekers in de adem willen meten is daar meestal in kleinere concentraties aanwezig dan in bloed of ander lichaamsvocht. Daarom vormt de technische verwezenlijking van het systeem een grote uitdaging. Alleen uiterst gevoelige meetapparatuur en constant verfijndere analyse leveren betrouwbare gegevens op.
Ademafdruk
Het project in Zürich staat onder leiding van Renato Zenobi, hoogleraar analytische chemie aan de ETH, en Malcolm Kohler, directeur van de kliniek voor longziekten van het USZ. Voor de ademanalyse werkt Zenobi’s team met een massaspectrometer waarmee lading en gewicht van een deeltje bepaald kunnen worden. Voor dit doel is het apparaat van een mondstuk voorzien. Nadat een patiënt hierin heeft geademd, worden de nietige drupjes in de adem elektrisch geladen. De massaspectrometer meet dan de verhouding van de massa ten opzichte van de lading van een molecuul. Wanneer het apparaat gevoelig genoeg is, kunnen de onderzoekers op deze manier alle moleculen identificeren.
‘We hebben ontdekt dat ieder mens een eigen ademafdruk heeft,’ zegt Kohler. Wanneer iemand gezond is, blijft deze min of meer stabiel. Wat iemand eet, drinkt, inneemt of rookt, laat echter ook zijn sporen na in diens adem. Zo gaat het ook met ziektes. De moleculen waarnaar de wetenschappers op zoek zijn, ontstaan bij biochemische stofwisselingsprocessen die voortdurend in het lichaam plaatsvinden.
Kankercellen hebben bijvoorbeeld een ander metabolisme dan gezonde cellen en scheiden dus andere moleculen af.
Al geruime tijd experimenteert men in de VS en Engeland met het trainen van honden die de geur van long- of borstkanker bij mensen op moeten sporen. De dieren krijgen een lange opleiding waarin ze leren reageren op de moleculen die een kankerpatiënt via zijn adem uitstoot. Zo werkt chemicus George Petri aan de universiteit van Pennsylvania met honden die de geurkenmerken van eierstokkanker moeten herkennen. Is die eenmaal vastgesteld, dan kunnen de onderzoekers de tumor ook via proeven met technische middelen opsporen.
Omdat de ademanalyse nog in de kinderschoenen staat, moeten de wetenschappers eerst achterhalen wat ze eigenlijk zoeken. ‘Momenteel zijn we bezig met het identificeren van de signatuur van de meest verschillende ziektebeelden,’ zegt Kohler, die zelf pneumoloog is. Zo hopen de onderzoekers in de toekomst via de adem niet alleen longziektes te identificeren, maar ook stofwisselingsziektes als diabetes, nier- of leverfalen.
De Oude Grieken zochten al naar tekenen van ziektes in de adem. Ook de traditionele Chinese geneeskunde is gebaseerd op reuksporen die door diverse aandoeningen in het menselijk lichaam worden achtergelaten. Als de nieren ziek zijn, ruikt de patiënt bijvoorbeeld naar ammoniak, bij leverkwalen naar grond. Een geur van vers brood kan wijzen op tyfus.
Een voordeel van ademanalyse is dat de uitkomst snel kan worden vastgesteld
‘Het Zürichse project is heel boeiend en vernieuwend,’ meent Manuela Funke Chambour, chef-arts pneumologie in het academisch ziekenhuis van Bern. Ook haar ziekenhuis zou in de toekomst vaker van ademanalyse gebruik willen maken. Nu al gebruiken de artsen hier en in veel andere klinieken standaard een test waarbij ze de adem van astmapatiënten onderzoeken op een specifiek kenteken van ontsteking. Is de waarde hoog, dan vormt dat een aanwijzing voor de intensiviteit van de astmatherapie.
Tijd winnen
Een ander voordeel van ademanalyse is dat de uitkomst snel kan worden vastgesteld – bij ander laboratoriumonderzoek moeten de artsen vaak veel langer op resultaat wachten. Zo is er bij acute ziekteverschijnselen waardevolle tijd te winnen. Er kan bijvoorbeeld sneller worden vastgesteld of een patiënt antibioticum nodig heeft, en zo ja welk middel precies. Ook kan onnodig antibioticaverbruik en daarmee het ontstaan van resistenties worden voorkomen.
De apparatuur die de Zürichers inzetten is nog heel duur. De uiterst gevoelige massaspectrometer kost circa 450.000 euro. In de toekomst moeten de apparaten kleiner, mobieler en goedkoper worden. Verschillende start-ups werken al aan sensoren voor draagbare apparatuur. De New Yorkse hoogleraar geneeskunde Michael Philips, die zich al langer met ademanalyse bezighoudt, heeft het bedrijf Menssana opgericht en het draagbare apparaat Breathlink ontwikkeld.
De Zürichse onderzoekers hebben nog meer op het oog dan snel en pijnloos ziektes diagnosticeren. Er valt op dit gebied nog veel informatie te winnen, zegt Kohler. Zo laat ook de inwendige klok van de mens, een biologische tijdsaanduider, sporen na in de adem. ‘Als iemand inslaapt, kunnen we ineens 300 moleculen niet meer meten.’
Vergezichten
Maar vooralsnog richten ze zich op praktische toepassingen. Al geruime tijd weten we bijvoorbeeld dat geneesmiddelen niet op elk moment van de dag een even goed effect hebben. Onze adem, hopen de artsen, kan een nuttige indicatie zijn bij het vinden van de juiste dosering op het juiste moment van de dag. Ook kan adem de artsen vertellen of iemand zijn medicatie al dan niet genomen heeft. ‘Slechts een derde van alle patiënten met hoge bloeddruk slikt daadwerkelijk zijn medicijnen,’ zegt Kohler. De adem kan de arts verklappen of een therapie niet aanslaat, of dat er gewoon sprake is van nalatigheid bij de patiënt.
Ook bij infectieziektes willen de Zürichers inzetten op ademonderzoek. Aan de hand van het onderzoek kan bijvoorbeeld worden bepaald of iemand met griep nog in de besmettingsfase is.
Het zal nog wel even duren tot ademanalyse op grote schaal is doorgedrongen in de dagelijkse praktijk van een ziekenhuis. Maar Kohler is optimistisch: ‘Natuurlijk gaat het onderzoek in de geneeskunde met kleine stapjes. Maar om patiënten te helpen, moeten we ook vergezichten hebben.’
Auteur: Alexandra Bröhm
Vertaler: Marten de Vries
Die Welt
Duitsland, dagblad, oplage 202.000
Profileert zich als conservatief. Op economisch gebied zeer uitgebreid, tevens aandacht voor toerisme en de huizenmarkt. In 1946 door de Britten in Hamburg opgericht.
