Deze slimme pil maakt je buikgevoel meetbaar

Ik ken niemand die uitkijkt naar een colonoscopie of endoscopie. Zelfs als het voor een goede reden is – zoals het opvolgen van een chronische darmontsteking, de ziekte van Crohn of colitis ulcerosa – blijft het een vervelend, invasief onderzoek dat patiënten het liefst zo weinig mogelijk willen ondergaan.

Chronische inflammatoire darmziekten treffen naar schatting 30.000 mensen in België. De diagnose en opvolging zijn complex: ontstekingsniveaus kunnen sterk variëren, terwijl symptomen vaak slechts een deel van het verhaal vertellen.

Omdat je patiënten niet voortdurend endoscopieën kan voorschrijven, blijft opvolging meestal beperkt tot symptoomevaluatie. Als arts heb je echter net behoefte aan objectieve parameters om het effect van therapieën beter te kunnen inschatten. Bij een acute crisis is endoscopie vaak geen optie omdat dit een op voorhand geplande procedure is.

Bovendien levert een endoscopie alleen visuele informatie op over een beperkt deel van het maag-darmkanaal. Factoren zoals oxidatieve stress – een belangrijke biomarker voor ontstekingen en gastro-intestinale aandoeningen zoals inflammatoire darmziekten of gastro-intestinale kankers – blijven volledig buiten beeld.

Een inslikbare sensor, niet groter dan een vitaminepil, biedt een veelbelovend alternatief. Binnen enkele jaren krijgen patiënten bij de dokter misschien een pilletje voorgeschreven dat ze thuis innemen met een glas water. Terwijl zij hun dagelijkse routine vervolgen, verzamelt deze slimme pil objectieve data over het maag-darmkanaal.

De dokter krijgt daarmee een gedetailleerd beeld van wat er daadwerkelijk gebeurt binnenin het spijsverteringsstelsel. Deze technologie kan het ziekteverloop en de effectiviteit van medicatie nauwkeurig en frequent opvolgen, zonder extra ongemak voor de patiënt.

Zeggen we binnenkort vaarwel tegen ongemakkelijke endoscopieën? Als het aan de slimme pil ligt, is dat scenario binnen handbereik.

Imec en OnePlanet Research Center ontwikkelen nu een sensorpil die drie metingen combineert: pH, temperatuur en redoxbalans. De pH- of zuurtegraadmeting geeft aan in welk deel van het maag-darmkanaal de pil zich bevindt. De temperatuurmeting geeft aan of de pil zich nog in het lichaam bevindt.

De redoxmeting geeft mogelijk inzicht in oxidatieve stress – een parameter die in wetenschappelijk onderzoek wordt gelinkt aan ontstekingen, zoals die voorkomen bij chronische darmziekten en zelfs bepaalde vormen van kanker.

Ondanks al deze slimme functies blijft het pilletje verrassend klein en gebruiksvriendelijk. De grootste uitdaging voor imec was dan ook de extreme miniaturisatie: drie gestapelde microchip-sensoren, een zelfontwikkelde antenne die om de elektronica gewikkeld is, twee minuscule knoopcelbatterijen en een referentie-elektrode werden geïntegreerd in een pil die je gewoon kan inslikken.

Vooral het ontwerp van de antenne vormde een grote uitdaging: normaal neemt die veel ruimte in op een microchip, maar hier moest hij tegelijk ultracompact en krachtig genoeg zijn om betrouwbare live signalen door het lichaam heen te sturen.

De eerste studies bij gezonde vrijwilligers verliepen alvast succesvol. Vervolgstudies richten zich nu op patiënten met chronische darmontstekingen. Toepassingen rond het microbioom worden nog onderzocht. Of de slimme pil uiteindelijk echt een plaats krijgt in de klinische praktijk, zal afhangen van de resultaten van deze studies en van de vraag of de voordelen ook opwegen tegen de kosten.

In de toekomst kunnen aanvullende innovaties zoals samplingpillen en lokalisatiepillen artsen nog meer mogelijkheden bieden voor gepersonaliseerde diagnose en behandeling. Samplingpillen zouden dan gericht intestinale vloeistof verzamelen uit moeilijk bereikbare delen van het maag-darmkanaal voor uitgebreide labanalyses na het opvangen van de pillen.

Lokalisatiepillen moeten nauwkeuriger dan sensor- en samplingpillen aangeven waar in het darmkanaal afwijkingen optreden. Dit is bijvoorbeeld relevant voor patiënten met een verstoorde of vertraagde darmmotoriek. De lokalisatiepil zou dan continu nauwkeurig bepalen hoe de pil zich door het maag-darmkanaal beweegt. Een arts kan zo beter inzicht krijgen in de darmmotiliteit, afgeleid uit het traject dat de pil aflegt.

Deze technologieën laten zich bovendien combineren in één pil. Stel, die slimme pil detecteert verhoogde oxidatieve stress die wijst op ontstekingen. Dankzij geïntegreerde lokalisatietechnologie weet de arts exact waar in de darm de ontsteking zit. Vervolgens kan de pil op die plek een staal verzamelen om bijvoorbeeld het microbioom of de aanwezigheid van bepaalde biomarkers te analyseren.

Deze combinatie van technologieën zorgt voor een veel persoonlijkere diagnostiek, waardoor behandelingen gerichter en effectiever worden.

Zeggen we binnenkort vaarwel tegen ongemakkelijke endoscopieën? Als het aan de slimme pil ligt, is dat scenario binnen handbereik.

Peter Peumans is CTO Health Technologies bij imec