In het laboratorium van Eli Lilly in Durham, North Carolina, staan tientallen kastjes, zo groot als een mini-oventje, zachtjes te snorren op een draaibank. Boven elk van hen zweeft een robotarm die druppels van een vloeistof deponeert in 96 kuiltjes op een schaal ter grootte van een A4-blad.
...

In het laboratorium van Eli Lilly in Durham, North Carolina, staan tientallen kastjes, zo groot als een mini-oventje, zachtjes te snorren op een draaibank. Boven elk van hen zweeft een robotarm die druppels van een vloeistof deponeert in 96 kuiltjes op een schaal ter grootte van een A4-blad. De chemicaliën reageren en het resultaat wordt plichtsgetrouw genoteerd door een computer vlakbij. Bij Lilly eindigt de dag met honderden nieuwe chemische samenstellingen die de mens nooit van tevoren gezien heeft. Elk daarvan kan mogelijk ooit levens redden.We zijn ver verwijderdvan de manier waarop het medicijnspel tot voor enkele jaren werd gespeeld, toen onderzoekers in witte labojassen met gefronste wenkbrauwen en gekromde ruggen chemicaliën in kolven stonden te mengen. "Er stond dan zo'n kerel met een proefbuisje te schudden - het was net als kijken naar kleren die rondtollen in een wasmachine," grapt Dale Pfost, president van Orchid Biocomputers, dat bezig is met de ontwikkeling van nog kleinere menginstrumenten dan de robotarmen in de Lilly-fabriek. Kan iets zo stom en mechanisch als een robotproefbuis rivaliseren met ouderwetse vindingrijkheid? Ja, als die proefbuis kan geminiaturiseerd en in silicium geëtst worden. Kijk maar wat miniaturisatie teweegbracht in de computerwereld. Eén enkele transistor is een banaal voorwerp, maar als u verschillende miljoenen ervan samenperst op een chip, dan beginnen de intelligentievonken eruit te slaan - u krijgt dan een chip die in staat is een mens bij het schaken te verslaan. Scheikundelabo op één chipDe "geautomatiseerde chemie" - robochemie of de wetenschap die op grote schaal gebruik maakt van automatisering voor onderzoek naar medicijnmoleculen - zit nu ongeveer in het stadium waar IBM stond in 1957, toen het de eerste rekenmachine produceerde die helemaal uit transistors bestond. Het nieuwe tijdperk van de geneeskunde is pas begonnen. Hoe sterk de miniaturisatie vandaag ook heeft toegeslagen in de geneesmiddelenlabo's, toch gaat het niet veel verder dan wat de elektronicafabrikanten veertig jaar geleden deden, toen ze uitpakten met de eerste printplaten. Maar volgend jaar zal er zelfs geen zichtbare robotarm meer zijn: minuscule druppeltjes zullen door draaddunne, in silicium geëtste kanaaltjes vloeien. "Net als de stroom van elektronen in een Pentium-processor," zegt Pfost. Die massaproductievan ideeën komt net op tijd voor de farmaceutische sector, die in de VS een verkoopcijfer van 93 miljard dollar haalt en geteisterd wordt door stijgende kosten en begeleidingsmaatregelen. De oude methodes om geneesmiddelen te ontwikkelen, zijn gewoon te duur geworden voor het nieuwe tijdperk. De meeste potentiële medicijnen halen nooit de markt en amper drie op tien slagen erin hun onderzoeks- en ontwikkelingskosten terug te winnen.Dergelijke beperkingen hebben de farmabedrijven ervan weerhouden innoverende therapieën uit te dokteren. In plaats daarvan heeft de sector producten op de markt gebracht die spottend " me-too"-drugs genoemd worden. Toen Bristol-Myers uitpakte met het bloeddrukverlagend middel captopril, waren er minstens tien andere bedrijven die het kopieerden. De kopieën zijn dan wel iets krachtiger, maar ze blokkeren allemaal hetzelfde enzym. Door de kosten te drukken, zal de robochemie stoutmoediger ontwikkelingsstrategieën mogelijk maken. De methode heeft intussen de doorsnee ontwikkelingstijd al gehalveerd van twee jaar naar één. Het werk zal nog sneller vooruitgaan als men erin slaagt een volledig scheikundelabo in één enkele chip te vatten van het soort dat men nu bij Orchid aan het ontwikkelen is.Niet alleen zal het aantal potentiële geneesmiddelen daardoor stijgen, maar in principe ook hun kwaliteit. Door het aantal potentiële geneesmiddelen te vermenigvuldigen, moet de robochemie in staat zijn de onderzoekers de luxe te bieden een selectie te maken en alleen die samenstellingen uit te testen die de meeste kans maken op succes.In zwijgen gehuld"Er is een hevige patentenwedloop aan de gang in de biotechsector om die veelbelovende technologie in het eigen kamp te houden," zegt Patrick Van Beneden, investeringsmanager bij de Gimv. "Nasdaq-bedrijven zoals Affymetrix en Incyte Pharmaceuticals fietsen hierbij aan de kop van het peloton." Robochemie is een heet onderwerp in elk farmaceutisch bedrijf. Maar de meesten weigeren er iets over te reppen uit schrik vertrouwelijke informatie te moeten prijsgeven. Zo wil een gigant als Lilly alleen praten over één geneesmiddel dat op die manier ontdekt werd en al in klinische tests op mensen wordt uitgeprobeerd. Maar dat is slechts het topje van de ijsberg. Farmareuzen zoals SmithKline Beecham, Wyeth-Ayerst, Abbott Laboratories, Merck en Pfizer hebben allemaal zwaar geïnvesteerd in het onderzoeksterrein, ofwel op eigen houtje ofwel door kleinere, ondernemende onderzoekscentra over te nemen of ermee samen te werken. Zo is Affymetrix een spin-off van Affymax, een bedrijf dat op zijn beurt in 1995 werd overgenomen door Glaxo Wellcome. Het aantal joint ventures en samenwerkingsakkoorden tussen kleine biotechspelers en grote farmaceutische ondernemingen is sinds 1993 in drie jaar tijd aangegroeid van 58 tot 327, schat Mark Leschly, een risicokapitalist van HealthCare Ventures uit New Jersey. Ook in België nestelde Innogenetics zich in dat onderzoeksdomein. "We legden zelfs al enkele patenten neer," merkt voorzitter Rudi Mariën op. "Alleen praten we er niet zo openlijk over." De Gentse diagnosticaspecialist werkt voor de miniaturisering van zijn screeningtechnologie nauw samen met het Leuvense chiplabo Imec. "De markt van de diagnostica groeit jaarlijks met 20 à 30% en is nu al goed voor één tiende van de totale omzet in de farmasector. De verwachting is dat het segment van de DNA-diagnostica na de eeuwwisseling de kaap van de 100 miljard frank zal ronden. De chiptechnologie zal hierin een belangrijke rol spelen." Eén gigantische puzzelTien jaar geleden beschikten wetenschappers over geen enkele andere methode om genen op te sporen dan te grasduinen in grote, goed gedocumenteerde stambomen, zoals die van de Mormonen of van bevolkingsgroepen die gekenmerkt worden door een relatief grote inteelt, zoals de Askenazi-joden in Europa (inteelt maakt het veel gemakkelijker om genmutaties op te sporen). Dat soort genealogisch onderzoek nam jaren in beslag. Menselijke wezens hebben ongeveer 100.000 genen, die élk een DNA-code bevatten die het recept vormt voor een unieke proteïne. Dit ene gen bestuurt de productie van hemoglobine, de andere is verantwoordelijk voor insuline. Die hele genetische blauwdruk van de mens wordt nu als de stukjes van één gigantische puzzel bij elkaar gebracht in het "Human Genome Project". Gegevens zijn echter één zaak, kennis is een andere. U mag dan al beschikken over de DNA-code van een gen, dat wil nog niet zeggen dat u veel afweet van de proteïne dat het gen stuurt. Precies om de functie van genen te achterhalen, sloten de farmaceutische bedrijven samenwerkingsakkoorden af met opstarters in gentechnologie.Zo betaaldehet Duitse Hoechst in maart van vorig jaar 85 miljoen dollar aan het in Cambridge gevestigde biotechbedrijf Ariad Pharmaceuticals om een samenwerkingsverband op te richten dat zich moet toespitsen op het onderzoek naar genen die verband houden met borst- en prostaatkanker, osteoporose en kransslagaderaandoeningen. Vorige maand is het genetisch centrum van Hoechst-Ariad begonnen met het testen van zo'n 30.000 genen op hun inwerking op de vorming van beendercellen. Het einddoel is een geneesmiddel te vinden tegen osteoporose, de beenderziekte die alleen al in de VS 25 miljoen oudere Amerikanen, vooral vrouwen, treft. Om de genen snel met elkaar te kunnen vergelijken, gebruikt het centrum een technologie om de genen te sequencen: die methode werd ontwikkeld door Lynx Therapeutics, een biotechpartner van Hoechst in Californië. Het centrum hoopt binnen een zestal maanden het aantal "verdachte" genen terug te brengen tot minder dan 100. Daarna zal het gebruik maken van de genendatabank die bijgehouden wordt door Incyte Pharmaceuticals in Palo Alto, Californië, waarbij de botvormende proteïnen worden vergeleken met andere proteïnereeksen om zo meer aanwijzingen te krijgen. Zijn het enzymen of hormonen (een enzym is een katalysator, een hormoon een reactiestarter)? Dat handvol genen wordt dan ingebracht in een celcultuur of in proefmuizen. De onderzoekers van Ariad zullen dan trachten het gen aan te sporen om meer of minder botvormende proteïnen aan te maken door het gen aan en uit te schakelen. Op die manier kunnen ze zekerheid krijgen dat ze met het juiste type gen te maken hebben.Dan bestaat de volgende stap erin om dit gen te gebruiken om de overeenkomstige proteïne massaal aan te maken. Dan is het gewoon zaak om die voorraad aan proteïne uit te testen tegen honderden of duizenden - en uiteindelijk zelfs miljoenen - scheikundige producten.Prostaatkanker op pcHet laboratorium van Aurora, een firma uit San Diego, gespecialiseerd in dergelijke massale screenings. Kleine naaldjes spuiten een miljardste deel van een liter potentieel geneesmiddel in kuiltjes die 3,456 millimeter doorsnee hebben (de spuitpistooltjes zijn afkomstig van een andere op silicium gebaseerde toepassing: de inkjetprinters). In de kuiltjes zitten biologisch interessante molecules zoals enzymen of cellen die doelwitten kunnen vormen voor nieuwe geneesmiddelen. Nadat door de screening een veelbelovend potentieel geneesmiddel boven water gekomen is, neemt de pure chemische wetenschap de teugels over. Opnieuw met de hulp van robotica brouwen de chemici duizenden varianten op het originele thema en produceren een familie van molecules die allemaal verwant zijn aan de oorspronkelijke kandidaat. Ook die familie ondergaat een screening waaruit de beste kandidaat van de tweede generatie gekozen wordt. Dan wordt de procedure herhaald.Mario Geysen, een vooraanstaand onderzoekswetenschapper bij Glaxo Wellcome, had amper één maand nodig - meer bepaald november (jl.) - om 150.000 chemische processen op die manier uit te ziften met de bedoeling de beste manier te vinden om een klasse van geneesmiddelen te ontwikkelen tegen ademhalings-, neurologische en virale aandoeningen. Wat worden die geneesmiddelen verondersteld te doen? Glaxo wil er alvast niets over kwijt. Bij SmithKline Beecham maken bio-informatici gebruik van gewone bureau-pc's om, in hun strijd tegen prostaatkanker, genetische gegevens van een normale prostaat te vergelijken met die van een door kanker aangetaste prostaat. Vier jaar geleden telde SmithKline amper twee bio-informatici, nu zijn dat er zeventig. Geen slecht carrièreperspectief voor ambitieuze jongelingen die iets van computers afweten. Een wedde van meer dan 100.000 dollar (3,5 miljoen frank) is de regel.Uiteraard snoeit de robochemie alleen in de kosten die in de beginfase van de ontwikkeling van een geneesmiddel moeten worden gemaakt. Er wijzigt niets aan de kosten voor het verder verloop van die ontwikkeling - namelijk een zevental jaar ploeteren met klinische tests die uiteindelijk, als alles goed gaat, uitmonden in de begeerde erkenning door de overheid. Dat onderzoek slorpt per geneesmiddel 100 miljoen dollar op, een bedrag dat binnen afzienbare tijd zeker niet omlaag zal gaan.Maar de bio-informaticabegrijpt de kunst om zogezegde flessenhalzen te omzeilen. Denk eraan dat de verdubbeling van het aantal transistoren op één chip - iets wat volgens de Wet van Moore om de 18 maanden gebeurt - niet het gevolg is van één enkel trucje. Er zijn honderden van die trucs nodig, op elk niveau van de chipproductie. Dezelfde logica moet worden toegepast op de nieuwe farmaceutische wetenschap. Als geneesmiddelen sneller en goedkoper kunnen worden ontwikkeld op elk niveau - de tests op mensen niet te na gesproken - dan zal dat een geweldige aansporing zijn om ook die laatste hindernissen te nemen.Edison testte 1600 materiaalsoorten vooraleer genoegen te nemen met verkoolde katoendraad, als gloei-element voor zijn elektrische lamp. Dat bracht hem ertoe te zeggen dat geniale vindingen bestaan uit 1% inspiratie en 99% transpiratie. Zeg nu zelf, een team van robotassistenten zou Edison heel wat zweet bespaard hebben en de komst van het elektrische tijdperk ongetwijfeld versneld hebben. Forbes Bewerking: Piet Depuydt.