KENNISPLATFORM VOOR LABORATORIA

REDACTIONEEL

EDITIE 37, MAART 2019

 

Point-of-care testen zijn sleutel tot aanpak verwaarloosde ziektes

Het in 2016 als ‘Algemeen Nut Beogende Instelling’ (ANBI) opgerichte Mondial Diagnostics heeft als missie om de gezondheidszorg rond armoedegerelateerde ziektes te verbeteren. Hiervoor ontwikkelt het bedrijf eenvoudige, goedkope en betrouwbare point-of-care testen voor verwaarloosde ziektes als leptospirose, buiktyphus en brucellose. Theresia Abdoel en Erika van den Bogaart laten zien hoe hun laboratoriumwerk het verschil kan maken voor miljoenen mensen.

Theresia Abdoel heeft al meer dan 20 jaar ervaring in de ontwikkeling van sneltesten, eerst bij het Koninklijk Instituut van de Tropen (KIT) en sinds 2016 bij Mondial Diagnostics. Hierbij maakt zij intensief gebruik van de pipetten en pipetpuntjes van Gilson.

 

Koorts, pijn in de buik en een beetje lusteloos gevoel. In Nederland en andere welvaartslanden denken we dan in de regel aan iets onschuldigs dat wel overwaait. En dat is dan ook meestal het geval. In arme landen, en dan met name op het slecht bereikbare platteland, gaan ook niet direct de alarmbellen af. Helaas zit er vaak iets veel minder onschuldigs onder de huid, dat bij niet-tijdige diagnose niet meer goed behandeld kan worden en in het slechtste geval kan resulteren in overlijden van de patiënt.

Het gaat in dergelijke gevallen om armoedegerelateerde ziektes, zoals leptospirose (modderkoorts), brucellose (de ziekte van Bang) en buiktyphus, en een aanzienlijke lijst van andere tropische infecties die vergelijkbare verschijnselen geven. Deze worden ook wel verwaarloosde ziektes genoemd omdat er vanuit de farmaceutische industrie nauwelijks aandacht voor is. Het gegeven dat wereldwijd gezien minder dan 10% van de R&D-gelden wordt besteed aan ziektes die verantwoordelijk zijn voor meer dan 90% van het aantal ziektegerelateerde sterfgevallen zegt wat dat betreft genoeg. En dan is er binnen de armoedegerelateerde ziektes ook nog een soort van pikorde: aan de ‘big three’ (malaria, HIV en tuberculose) wordt veel meer geld besteed dan aan de ‘echte' verwaarloosde ziektes, waar jaarlijks miljoenen mensen aan sterven.

 

Snel de juiste diagnose

“Het wrange is dat de meeste van deze verwaarloosde ziektes uitstekend te behandelen zijn met relatief goedkope en makkelijk toegankelijke medicijnen, maar dat door het niet tijdig stellen van de juiste diagnose die behandeling vaak te laat komt of een verkeerde behandeling wordt gegeven. Er worden misschien wel antibiotica voorgeschreven, maar dat zijn dan niet de juiste, zodat de ziekte niet wordt aangepakt en er verdere complicaties kunnen ontstaan. Tevens leidt het grootschalig gebruik van dergelijke verkeerde behandelingen tot resistentie tegen die antibiotica in de ziekteverwekkers, met alle gevolgen vandien. Met adequate diagnostiek kan je wel voor een effectieve behandeling zorgen, wat onnodig lijden van de mensen voorkomt en ook nog eens tot lagere gezondheidskosten kan leiden omdat je effectiever kunt behandelen”, vertelt ‘senior development specialist’ Theresia Abdoel, die net als haar collega ‘senior scientist’ Erika van den Bogaart een aanzienlijk langere historie heeft in de ontwikkeling van diagnostische testen voor armoedegerelateerde ziektes dan de kleine drie jaar die ze nu bij Mondial Diagnostics werken.

“In feite is Mondial Diagnostics de voortzetting van de afdeling BioMedical Research van het Koninklijk Instituut van de Tropen, het KIT. Om financiële redenen is toentertijd besloten om deze afdeling te sluiten. Donald Kalff, de oprichter van Mondial Diagnostics, vond deze expertise echter te waardevol om verloren te gaan en heeft dit bedrijf opgericht. Wij werkten bij het KIT al in dezelfde laboratoria waarin we nu werken, in een zijvleugel van het AMC.”

Erika van den Bogaart houdt zich bij Mondial Diagnostics bezig met de ontwikkeling van point-of-care diagnostische tests voor armoedegerelateerde ziektes en de toepassing van nieuwe technologieplatformen voor deze assays.

 

Point-of-care

Core business van Mondial Diagnostics is het ontwikkelen van snelle diagnostische testen, met name point-of-care testen: eenvoudige, goedkope en snelle testen die naast de patiënt kunnen worden uitgevoerd, zodat die niet naar een ziekenhuis of huisarts hoeft te gaan voor de eerste diagnose. De inspanningen stoppen echter niet bij het ontwikkelen. Het bedrijf wil namelijk met die testen actief bijdragen aan het verbeteren van de gezondheidszorg rond armoedegerelateerde ziektes, met name door de kennis over de testen (de productie, kwaliteitscontrole en implementatie in lokale gezondheidsprogramma's) over te dragen aan partners in minder ver ontwikkelde landen.

Deze kunnen namelijk op een goedkopere manier dan MondialDx de testen produceren en hebben beter toegang tot de lokale markten en uiteindelijk ook de patiënten. Illustratief voor dat verder kijken dan alleen de techniek achter de test is een recent afgesloten project rond de ‘mobile wallet’, een initiatief van de PharmAccess Foundation. Hierbij heeft de patiënt op zijn of haar mobiele telefoon een digitale portefeuille van waaruit geld kan worden overgemaakt om te betalen voor het transport naar een ziekenhuis voor nadere diagnose en/of behandeling. Dat geld kan niet ergens anders voor worden gebruikt.

“In ons project is deze applicatie gecombineerd met een van onze sneltesten. De uitslag van een screening, die positief of negatief kan zijn, wordt met een eenvoudige reader uitgelezen. Dit apparaatje slaat niet alleen de data op, maar stuurt ze ook direct via de cloud naar het ziekenhuis samen met locatie en gegevens van de patiënt. Bij een positieve uitslag, wordt er automatisch geld in de wallet gedaan en kan de patiënt de reis naar het ziekenhuis maken. Dat werkte heel goed”, vertelt Erika van den Bogaart.

 

Laterale flow assays

De huidige portfolio van snelle diagnostische tests bestaat uit testen die in de KIT-tijd zijn ontwikkeld; de oudste, voor leptospirose (IgM), al in 2004. Andere testen zijn er voor brucellose (IgM en IgG) en buiktyphus (IgM).

Naast de humane testen zijn er ook op dit gebied ook testen om deze ziektes bij dieren aan te tonen: brucellose voor verschillende soorten vee en leptospirose voor honden. “Deze ziektes zijn overdraagbaar van beest naar mens. Als de kudde besmet is, kunnen de boer en zijn familie dat ook krijgen. De bacterie kan in de rauwe melk zitten, die ze in bepaalde landen gewend zijn te drinken. Of in het bloed dat tijdens het slachten wordt gedronken. Met een test voor de dieren kan je het probleem bij de bron aanpakken”, zegt Theresia Abdoel. Alle testen werken volgens het laterale flow principe, net als de zwangerschapstest, de meest bekende laterale flow assay (LFA). Belangrijk verschil is dat je als medium geen urine hebt, maar bloed. Bij deze immunochemische testmethode loopt het bloedmonster door capillaire krachten omhoog over de teststrip. Als eerste komt het een zone tegen met goudpartikeltjes waaraan, in het geval je IgM wil aantonen, antihumaan IgM is gekoppeld. Als je IgM in je bloed hebt, treedt er een reactie op. Als je IgM specifiek is voor het antigeen, dat even verderop in een dunne strook is aangebracht, dan bindt hij ook daaraan en wordt er een testlijn zichtbaar. Dat streepje is een indicatie voor een positieve test. Daarachter is een tweede streepje zichtbaar, die aangeeft dat de test goed is uitgevoerd (controlelijn). De LFA’s zijn eenvoudig in gebruik en leveren binnen tien minuten een resultaat. Dat resultaat is overigens niet 100% betrouwbaar.

“We bevelen aan om in het geval van een positieve test altijd een andere diagnostische test ter bevestiging uit te laten voeren in een klinisch laboratorium. We zien de LFA’s in eerste instantie als screeningstest, niet als vervanger van een diagnostische test. Natuurlijk streven we bij iedere test die we ontwikkelen naar een zo gevoelig en zo specifiek mogelijke test. Dat is echter niet altijd even makkelijk te bereiken. Een positieve uitslag kan bijvoorbeeld het gevolg zijn van een kruisreactie. Dat zien we vaak bij de brucellose met Yersinia, dat in eieren en kippen zit. Daar kan je met je antigeen niet veel aan doen. Wel proberen we de optimale condities te vinden om zo het hoogst haalbare eruit te halen”, aldus Theresia Abdoel.

De eenvoud van de test heeft ook zijn weerslag op de kostprijs, die in verband met de toepassing natuurlijk zo laag mogelijk moet zijn. Die ligt in dit geval ergens tussen de 1 en 2 dollar per test. Daarin zit ook een stukje omzet van Mondial Diagnostics, dat voor de testen het antigeen maakt. Andere inkomsten voor Mondial komen uit contract research. “Onze expertise en speciale apparatuur zijn de belangrijkste redenen om ons voor ontwikkelwerk in te schakelen. Dat kunnen bedrijven zijn, maar ook universiteiten of academische ziekenhuizen die een kandidaat hebben om in ons systeem toe te passen en willen weten of het werkt; op zoek zijn naar de ‘proof of principle’.”



Bij Mondial Diagnostics wordt met heel specifieke apparatuur gewerkt, zoals dit apparaat voor het doseren van superkleine hoeveelheden antigeen op een membraan, dat door lokale producenten in de laterale flow assays wordt geïntegreerd.

 

Kennisoverdracht

Het operationele team van Mondial Diagnostics, dat naast Theresia en Erika bestaat uit managing director René Paulussen, heeft zich in de eerste jaren in de nog korte historie van het bedrijf vooral gericht op het ontwikkelen van nieuwe testen en het genereren van inkomsten uit de al bestaande testen via de verkoop van biomaterialen voor de productie daarvan en royalties over de verkopen van die testen. “Dat betekent aan de ene kant in Amsterdam de productie van het antigeen op orde hebben, maar er tevens voor zorgen dat we onze kennis over de testen zo goed mogelijk overdragen aan onze partners, zodat zij de testen optimaal kunnen produceren en gemakkelijker op de markt kunnen brengen. Deze producenten moeten namelijk ook aan specifieke eisen voldoen. Ze moeten bijvoorbeeld investeren in specifieke apparatuur en ruimtes om te produceren. Ook moeten ze werken met een kwaliteitssysteem en iedere productiestap controleren. Als ik bijvoorbeeld het antigeen op het membraan breng, moet ik checken of dat er goed op zit, of het de goede intensiteit is. Dan doe je de goudpartikels erbij, wat je ook weer moet controleren. En je moet natuurlijk ook een eindcontrole inbouwen, of de test werkt. Hiervoor heb je testmonsters nodig, en dat is in dit geval niet altijd even gemakkelijk, juist omdat het om verwaarloosde ziektes gaat. Het is wat dat betreft een beetje een catch-22 situatie. Omdat de ziekte niet op het netvlies staat, wordt er niet grootschalig op getest en zal je dus niet snel lokaal aan echte klinische monsters komen, wat op zijn beurt weer een negatieve invloed heeft op het produceren van die test. E

en alternatief wordt gevormd door artificiële samples van geïmmuniseerde konijnen. Dat werkt, maar dan moet je wel weer verschillende konijnen immuniseren om een zekere mate van spreiding te hebben”, illustreert Theresia Abdoel de inspanningen die nodig zijn om lokaal de productie van de testen vlot te trekken. Om de kwaliteit van de testen die door de partners worden gemaakt verder te waarborgen voert MondialDx ook regelmatig kwaliteitscontroles uit op de producten van die partners.

 

Pijplijn

Mondial Diagnostics heeft twee laboratoriumruimtes, een ML-I en een ML-II lab. Bovendien mogen de onderzoekers gebruik maken van ML-III labfaciliteiten in het AMC. Dat is met name nodig voor het werken met hoge-risico pathogenen als Brucella en Salmonella typhi. Naast het vele kweekwerk voor het ontwikkelen en maken van goed antigeen en het continu optimaliseren van de condities in de verschillende testen van de bestaande portfolio, wordt ook gewerkt aan het ontwikkelen van nieuwe point-of-care diagnostica, voor onder meer HIV en Hepatitis-C. “Ofschoon onze core expertise ligt bij de laterale flow testen (waarbij we ook kijken naar multiplex strips, waarmee je meerdere ziektes tegelijk kunt aantonen), ontwikkelen we ook andere soorten testen, bijvoorbeeld een ELISA in het geval van de test op HCV. Ook hebben we in het kader van een ‘proof of principle’ project een moleculaire test onderzocht voor de diagnose van Buruli ulcer, een aandoening waarbij je zweren op je huid hebt die levensbedreigend kunnen worden. Bij dit soort testen heb je soms hogere eisen qua gevoeligheid, en dan wijk je uit naar bijvoorbeeld PCR. Formeel gezien is er dan nog geen sprake meer van een point-of-care test, maar met de razendsnelle ontwikkeling van handheld sequencers zal het niet lang duren voordat er ook op dit gebied een platform is dat dichtbij de patiënt kan worden ingezet”, aldus Erika van den Bogaart.

Met het ontwikkelen van een nieuwe diagnostische test is in de regel zo’n twee jaar gemoeid, gevolgd door uitgebreide validatiestudies in het veld. Voor het vele pipetteerwerk dat dat daarmee gemoeid is worden al sinds de tijd bij het KIT pipetten en pipetpuntjes van Gilson gebruikt. “Aanvankelijk werden via de centrale inkoop van het KIT puntjes van een ander merk ingekocht, maar die vonden wij echt niet fijn; meer dan de helft viel er vanaf. Op ons verzoek is ook voor de pipetpuntjes voor Gilson gekozen.

Met de overstap naar Mondial Diagnostics bleven we uiteraard dezelfde, goed lopende werkwijzen hanteren. Dat betekent in het geval van het pipetteren niet alleen de aanschaf van de pipetten en Diamond pipetpuntjes bij Gilson, maar ook jaarlijks onderhoud op lokatie en kalibratie van de pipetten. Hierdoor zijn we altijd verzekerd van betrouwbare pipetteerresultaten, wat een stevig fundament legt onder ons R&D-werk.”

 

Informatie

 

Gilson International

www.gilson.com

 

Mondial Diagnostics

www.mondialdx.com

Voorbeeld van een laterale flow assay voor leptospirose. Na aanbrengen van een druppeltje bloed in het reservoir onderaan de strip bindt het betreffende IgM al dan niet aan het antigeen dat specifiek is voor deze ziekte. Is dat het geval, dan is dat zichtbaar als een tweede rode lijn tussen de twee markeringen. De nu zichtbare rode lijn hangt samen met een controletest voor de aanwezigheid van aan de goudpartikeltjes gebonden IgM.