Wat als veranderingen in gezondheid al gevolgd kunnen worden voordat iemand klachten krijgt? Veel diagnostische testen geven een momentopname: ze laten zien wat er op één specifiek moment in het lichaam gebeurt. Maar gezondheid is dynamisch. Biomarkers, zoals eiwitten of metabolieten, kunnen veranderen door ontsteking, ziekte, behandeling of blootstelling aan omgevingsfactoren.

Daarom ontwikkelt het team van dr. Alina Rwei een nieuwe generatie draagbare biosensoren. Deze miniaturiseerde devices zijn bedoeld om biologische signalen realtime te volgen. In de toekomst kan dit nieuwe mogelijkheden bieden voor vroegere detectie, meer gepersonaliseerde behandeling en gezondheidsmonitoring buiten het ziekenhuis.

Dit werk is onderdeel van het Convergence Flagship Personalized, Real-Time Health Impact of Climate Change and Pollution, waarin onderzoekers technologieën en analysemethoden ontwikkelen om beter te begrijpen hoe omgevingsfactoren gezondheid beïnvloeden op moleculair, individueel en maatschappelijk niveau.

Wearables die verder kijken dan hartslag of stappen

Veel wearables meten fysieke signalen, zoals beweging, hartslag of zuurstofsaturatie. De sensoren waar Rwei aan werkt, gaan een stap verder: ze richten zich op moleculaire informatie uit het lichaam.

Daarvoor onderzoekt het team hoe kleine hoeveelheden lichaamsvloeistof, zoals zweet of interstitiële vloeistof, kunnen worden gebruikt om biomarkers te meten. Zulke signalen kunnen helpen om beter te begrijpen hoe het lichaam reageert op ziekte, ontsteking of omgevingsstress.

Een belangrijk onderdeel van deze technologie zijn aptameren: synthetische DNA-strengen die specifieke biologische doelwitten, zoals eiwitten of andere biomarkers, kunnen herkennen. In deze context wordt DNA dus niet gebruikt als genetische informatie, maar als gevoelig meetinstrument. Omdat aptameren hun doelwit kunnen binden en weer loslaten, zijn ze interessant voor sensoren die veranderingen in het lichaam continu willen volgen.

.

Van biosensing naar toepassing

Binnen REALTIME combineert Rwei’s team moleculaire herkenning met sensorontwikkeling. De ambitie is om toe te werken naar draagbare platforms die betrouwbaar en gevoelig genoeg zijn om biologische signalen in realistische omstandigheden te meten.

Die ontwikkeling vraagt om samenwerking tussen verschillende disciplines. TU Delft brengt expertise in biosensing, materialen, moleculaire technologie en sensorontwikkeling in. Erasmus MC voegt klinische kennis toe, onder meer vanuit dermatologie en immunologie. Die combinatie helpt om de technologie vanaf het begin te verbinden aan echte gezondheidsvragen.

Het gaat daarbij niet alleen om de vraag of een sensor in het lab werkt. Uiteindelijk moet de technologie ook bruikbaar zijn op of in de buurt van het lichaam, bij verschillende mensen en in kleine hoeveelheden lichaamsvloeistof. Daarom werkt het team stap voor stap aan verdere ontwikkeling en validatie.

.

Een basis voor nieuwe samenwerkingen

Het werk binnen REALTIME vormt ook een basis voor vervolgprojecten en nieuwe samenwerkingen. Een recent voorbeeld is iSense, een samenwerking tussen TU Delft, Erasmus MC Dermatologie en Imcomet binnen het WorkTech-programma van Medical Delta.

De scope van iSense is anders dan die van REALTIME, maar het project bouwt voort op de biosensing-technologie en dermatologische samenwerking die binnen REALTIME zijn ontwikkeld. Binnen iSense wordt gewerkt aan een diagnostische toepassing voor eczeem, met als doel om behandeling sneller te personaliseren en beter te laten aansluiten op de onderliggende afweerreactie van een patiënt.

.

Mogelijke impact

Als draagbare biosensoren betrouwbaar en klinisch toepasbaar worden, kunnen ze bijdragen aan een nieuwe manier van gezondheidsmonitoring. Patiënten kunnen op termijn meer inzicht krijgen in veranderingen in hun eigen gezondheid. Artsen kunnen beter volgen wat er tussen consulten gebeurt. En onderzoekers kunnen beter begrijpen hoe biomarkers veranderen door ziekte, behandeling of omgevingsfactoren.

Daarmee kan deze technologie bijdragen aan preventie, vroegere detectie en meer gepersonaliseerde zorg. De ambitie is om wearable technologie verder te brengen: van algemene gezondheidsdata naar moleculaire informatie die gezondheid dynamischer en persoonlijker kan maken.

.

Over het Flagship

Dit onderzoek is onderdeel van het Convergence Health & Technology Flagship Personalized, Real-Time Health Impact of Climate Change and Pollution. Binnen dit Flagship werken onderzoekers van Erasmus MC, TU Delft en Erasmus Universiteit Rotterdam samen aan technologieën en analysemethoden om beter te begrijpen hoe klimaatverandering, vervuiling en andere omgevingsfactoren gezondheid beïnvloeden, van cellen en weefsels tot individuen en samenleving.