(Be) stralen met scherp

Het is in de film ’The fifth element’, als Leeloo (al weten we op dat moment haar naam nog niet) zwaargewond in de couveuse gaat. Ze is door een vredelievend buitenaards volk naar de Aarde gestuurd om die te redden als het vijfde element. Leeloo ondergaat eerst allerhande scans waarna robotarmen haar verwondingen onder handen nemen.

Ja, dat is sciencefiction, en toch weer niet helemaal. Jan-Jakob Sonke (48), natuurkundige en onderzoeksleider bij de afdeling radiotherapie in het Antoni van Leeuwenhoek, werkt met beeldgestuurde bestraling. Dat houdt in dat al tijdens de behandelingen scans kunnen worden gemaakt. Daarmee kan de arts het behandelplan aanpassen, waardoor deze veel preciezer wordt en gezond weefsel minder straling krijgt. Sonke: „Radiotherapie wordt vaak verdeeld over meerdere dagelijkse bestralingen, vaak wel gedurende vier tot zes weken. Maar elke keer zien de tumor en de omliggende organen er net weer anders uit.” Hij vervolgt: „Denk aan een blaas die de ene dag vol en de andere dag leeg is, waardoor de tumor verplaatst. Een patiënt kan zijn afgevallen door de combinatie van chemo en radiotherapie. De tumor zelf kan kleiner worden door de behandeling.” Ook de ademhaling kan de positie van de tumor beïnvloeden, wat je kunt vastleggen met 4D-scans. „De vierde dimensie inderdaad, waar zowel de plaats als tijd beschreven wordt naar de analogie van Einstein. Uiteindelijk moet de bestralingsbundel de bewegingen continu kunnen volgen.”

Innovaties

Innovaties in beeldgestuurde radiotherapie of adaptieve radiotherapie (waarbij het bestralingsplan nog tijdens de behandeling dankzij de informatie van die scans kan worden aangepast) zijn elkaar in de afgelopen krap twintig jaar in rap tempo opgevolgd. De komende grote ommezwaai gaat de overstap worden van CT naar MRI-gestuurde radiotherapie. Sonke zelf en zijn groep onderzoeken onder andere hoe deze methode weer verder kan worden verbeterd. „Ik ben een enorme techneut in de medische wereld”, zegt Sonke, glimlachend, en wellicht knipogend naar zijn eigen voorkomen. Dat heeft stiekem wel wat weg van dat van Albert Einstein. Sonke is, zoals zijn werkgever dat noemt, ’thematrekker’ in het Nederlands Kanker Instituut (NKI). „Vijf gebieden, vijf thema’s waar we sterk in willen zijn: immuuntherapie, kwaliteit van leven, fundamenteel onderzoek, behandeling op maat en mijn thema, de beeldgestuurde therapie. Als thematrekkers kijken we waar we doorbraken kunnen vinden, waar kansen liggen voor samenwerking en versterking. Ik ben ambassadeur voor dit thema en adviseer onze raad van bestuur. Het is niet zozeer een hiërarchische, als wel een meer verbindende rol die ik heb.”

Machientjes

Toch heeft Sonke geen oorsprong in de geneeskunde behalve dan dat zijn vader huisarts was. „Als kind wilde ik machientjes bouwen. Dat was mijn interpretatie van wetenschapper zijn. Ik heb natuurkunde gestudeerd in Delft en nog een tijd lang getwijfeld of ik meer ’knutselaar’ of meer een fundamentele wetenschapper was. Ik ben in Delft uiteindelijk gepromoveerd op akoestiek. Hoe het geluid op het podium is, hoe het publiek het ervaart en wat je met techniek vervolgens met het geluid kunt doen.” „Ik zat ook altijd in de muziek ik speel drums en zo kon ik voor mijn promotieonderzoek die twee dingen, techniek en muziek, combineren.” In 2000 zag Sonke een vacature bij het NKI: de afdeling radiotherapie zocht een natuurkundige. „In de akoestiek lag het toch niet voor mij. Ik zocht iets met meer maatschappelijke impact. Ik kom ook uit een maatschappelijk betrokken nest; mijn vader was dus huisarts en mijn moeder kwam op voor vrouwenrechten.”

Op dat moment ontketende zich net een revolutie in radiotherapie. „Voor het eerst maakten we het mogelijk om tijdens de bestraling de anatomie van de patiënt in beeld te brengen met een CT-scanner, geïntegreerd in het bestralingsapparaat. Voor mijn gevoel was ik de juiste persoon op het juiste moment op de juiste plek.”

Contrasterend

Natuurkundige en Nobelprijswinnaar Marie Curie (1867-1934) ging dood aan haar eigen ontdekkingen ze werkte veelvuldig met radioactieve straling en kreeg leukemie. „Het heeft in de kern iets merkwaardigs, dat we werken met iets dat zowel kanker kan genezen als kan veroorzaken. En het blijft een contrasterend gezicht: de patiënt ligt in het bestralingsapparaat, terwijl het behandelteam achter veilige muren zit. Maar al twee jaar na de ontdekking van röntgenstraling kon die al worden ingezet tegen kanker. Radiotherapie maakt de tumor stuk door het DNA te verstoren. Kankercellen herstellen ook minder goed van de schade van straling dan gezonde cellen.”

Een bestralingsapparaat is van zichzelf al een ingenieuze machine (in het kantoor van Sonke staat een schaalmodel). Boven het plateau waarop de patiënt ligt, hangt iets waar je een enorme droogkap in kunt zien. Daar komt de bestralingsbundel uit. Aan weerszijden modules voor de CT-scanner. De machine kan 360 graden om de patiënt heen draaien. Dankzij die ontwikkeling van de beeldtechnologie is radiotherapie alleen maar preciezer en effectiever geworden. Sonke: „We kunnen de tumor beter bereiken en maken minder gezond weefsel kapot.”

Beter

De volgende stap is dat de CT scans in het bestralingsapparaat vervangen gaan worden door MRI’s. Daarmee wordt al op bescheiden schaal begonnen, ook in het AvL. „MRI laat een nog beter onderscheid zien tussen de verschillende weefsels”, zegt de natuurkundige.

„Daarmee wordt het makkelijker om het behandelplan dagelijks te aan te passen aan de veranderende anatomie.. Er zijn al apparaten voor beschikbaar, maar het is ook een stuk ingewikkelder. De magneetvelden van de MRI en die van de bestralingsbundel kunnen last van elkaar hebben.” Een van de spannendste ontwikkelingen in de beeldgestuurde therapie is de combinatie van medische scans met kunstmatige intelligentie. Kunstmatige intelligentie is alleen allang geen sciencefiction meer. „We zijn bezig machines zelfstandig problemen te laten oplossen. Computers leren doordat we ze vol stoppen met data. Zo werken we in de oncologie ook aan algoritmen die vergelijkbaar zijn met die waarmee Facebook herkent wie er op de foto staat: Jij, een hond, een kat of een koe.”

Scans

Alleen in dit geval een tumor. „Of waar de tumor zit of hoe er bestraald kan worden. Ook wordt het mogelijk om op onze scans te kunnen zien welke patiënten een goede prognose hebben en wie een slechte. Daarvoor zijn enorm krachtige computers benodigd. En het grappige is dat die niet gemaakt zijn om de wetenschap te dienen, maar voor de wereld van gaming. Soms kunnen apparaten al beter dan de mens prognoses inschatten of handelingen uitvoeren. Waar we naar toe willen, is dat de computer zoveel mogelijk automatisch doet om efficiënt en uiterst nauwkeurig de optimale behandeling te kunnen geven.”

Dus toch, zoals in die scene uit ’The fifth element’. „De radiotherapeut verliest niet zijn baan hij zal nog veel preciezer kunnen bestralen. En altijd de controle moeten bewaken, verantwoordelijkheid dragen.” „Een betere prognose maakt het voor artsen ook makkelijker om samen met de patiënt afwegingen te maken over het te kiezen behandeltraject, aan de hand van de kans op genezing of bijwerkingen. En hem te begeleiden in een intensief behandel traject.”

Radiotherapie is natuurkunde

Het Nederlands Kanker Instituut (NKI) is het onderzoeksinstituut van het Antoni van Leeuwenhoek en hoopt door de ziekte beter te begrijpen betere behandelingen te vinden. Het AvL in Amsterdam is een van de top-tien Comprehensive Cancer Centers in Europa: centra met oncologische zorg en onderzoek onder één dak. In het NKI werken ruim 700 wetenschappers. Jan-Jakob Sonke is natuurkundige en geeft leiding aan een groep onderzoekers op de afdeling radiotherapie. „Radiotherapie werkt met röntgen. Dat is op en top natuurkunde”, zegt de wetenschapper. Sonke woont in Durgerdam, is getrouwd en heeft twee kinderen.

Leerstoel voor betere en preciezere bestralingen

Jan-Jakob Sonke is sinds een jaar bijzonder hoogleraar adaptieve radiotherapie aan de Universiteit van Amsterdam. De afdelingen radiotherapie van het Academisch Medisch Centrum (AUMC) en Antoni van Leeuwenhoek hebben nauw samengewerkt om deze benoeming te realiseren. Dankzij de leerstoel kan Sonke zich verder specialiseren in zijn expertise: het perfectioneren van bestralingsbehandelingen. In zijn algemeenheid: radiotherapie is een van de drie belangrijkste behandelvormen van kanker. Bij grofweg de helft van de kankerpatiënten wordt radiotherapie ingezet. Radiotherapie komt alleen wel samen met toxiciteit. „De optimale behandeling is een balans tussen de kans op genezing en een acceptabele kans op bijwerkingen”, zo schrijft de Universiteit van Amsterdam (UvA).

Dit is het zesde artikel van een serie van acht over het Nederlands Kanker Instituut, het onderzoeksinstituut van het Antoni van Leeuwenhoek. De serie geeft een kijkje achter de schermen van het NKI waar zo’n 700 onderzoekers werken aan de opheldering van het probleem kanker. Samen met de artsen vinden zij steeds meer nieuwe aanknopingspunten voor behandeling.

Bron: Noordhollands Dagblad, katern FIT
Dit artikel verscheen ook in het Haarlems Dagblad, Gooi- en Eemlander en Leidsch Dagblad
© Holland Media Combinatie