AI-algoritme vermindert kans op afstoting donororgaan
De Utrechtse onderzoeker Eric Spierings heeft een rekenmodel ontwikkeld dat de kans verkleint dat een donororgaan wordt afgestoten. Inmiddels maken 850 ziekenhuizen er gebruik van.
In zijn werkkamer op het Centraal Diagnostisch Laboratorium van het UMC Utrecht legt Spierings uit hoe het werkt. Op een bord tekent hij lijntjes, bolletjes en driehoekjes. Samen moeten die zogeheten HLA-eiwitten voorstellen, moleculen op lichaamscellen waarmee het immuunsysteem onderscheid kan maken tussen eigen cellen en lichaamsvreemde stoffen.
Bij orgaantransplantatie is het zaak dat de HLA-eiwitten van de donor zoveel mogelijk overeenkomen met die van de ontvanger. Als er weinig overeenkomst is, zal het lichaam het orgaan snel afstoten, tenzij medicatie wordt gebruikt die het afweersysteem onderdrukt.
Medewerkers van Eurotransplant, een organisatie die verantwoordelijk is voor het toewijzen van organen in acht Europese landen waaronder Nederland, bepalen op basis van onder meer HLA-kenmerken wie er in aanmerking komen voor een nieuw orgaan. Patiënten die qua HLA-eiwitten lijken op die van een vrijgekomen orgaan, scoren extra punten en komen daarmee hoger op de matchlijst te staan.
Gedateerd
De methode die Eurotransplant gebruikt voor het matchen van donor en ontvanger, is echter vrij grof en gedateerd, stelt Spierings. „Die stamt uit 2005. Sindsdien is er al zoveel kennis opgedaan over de werking van ons immuunsysteem, dat we het eigenlijk niet meer kunnen maken om op de oude voet door te gaan.”
We kunnen het eigenlijk niet meer maken om op de oude voet door te gaan - Eric Spierings, medisch immunoloog bij het UMC Utrecht
Eurotransplant neemt zes verschillende HLA-moleculen in beschouwing. Het gaat bijvoorbeeld om HLA-A, dat kan worden gevisualiseerd als een lijntje met twee bolletjes en een driehoekje. In plaats van de hele structuur te bekijken, kun je ook inzoomen op de losse onderdelen, legt Spierings uit. Zo kan het zijn dat een patiënt die op de wachtlijst staat niet HLA-A1 heeft, maar wel HLA-A2 met twee bolletjes en HLA-A3 met een driehoekje. In dat geval is de kans op afstoting ook relatief klein. Voordeel van deze methode is dat ook patiënten met zeldzame HLA-moleculen kans maken op een geschikt orgaan.
De medisch immunoloog heeft een algoritme ontwikkeld voor niertransplantaties dat op basis van de losse onderdelen van HLA-moleculen het risico op afstoting inschat. Het rekenmodel levert betere matches op dan oudere methodes en zorgt ervoor dat nieren minder snel worden afgestoten. Terwijl nieren meestal binnen vijf tot tien jaar na transplantatie niet goed meer werken, kan dat bij gebruik van het algoritme behoorlijk worden verlengd .
Voor het optimaliseren van het model maakte Spierings gebruik van kunstmatige intelligentie (AI). Als input gebruikte hij gegevens uit een Amerikaanse studie van zo’n 400.000 patiënten die een niertransplantatie ondergingen. Naast HLA-gegevens gaat het om informatie over onder meer het gebruik van afweeronderdrukkende medicatie, de etnische achtergrond van de patiënt en het succes van de transplantatie.
Donatie bij leven
In 2019 kwam Spierings in contact met de Duitse ondernemer Thomas Klein. Die zag kansen om het model op de markt te brengen en richtte het bedrijf Pirche AG op. Inmiddels hebben ruim 850 klinieken toegang tot het model, waaronder het UMC Utrecht, het Charitéziekenhuis in Berlijn, het universitair ziekenhuis in het Zwitserse Zürich en klinieken in de Verenigde Staten.
Soms reageren veertig mensen op een Facebookoproep van iemand die een nier nodig heeft - Eric Spierings
Eurotransplant is nog terughoudend. De organisatie wil er namelijk eerst zeker van zijn dat het model geen grote nadelen heeft. Een van de potentiële nadelen is dat organen ongelijk worden verdeeld over de verschillende landen, of dat bepaalde bevolkingsgroepen vaker aan de beurt zijn. In een pilotstudie heeft Spierings laten zien dat deze scenario’s onwaarschijnlijk zijn .
Pirche werkt momenteel aan het inzetbaar maken van de technologie voor andere organen, waaronder de lever, het hart, de longen en de alvleesklier.
Spierings ziet ook mogelijkheden voor donatie bij leven. „Soms reageren veertig mensen op een Facebookoproep van iemand die een nier nodig heeft. Dan heb je keuze en zou je met het model kunnen bepalen wie het beste een orgaan kan afstaan.”
