De Leuvense start-up Diploid ontwikkelt software om zeldzame erfelijke ziektes snel te kunnen opsporen.

‘Mensen met zeldzame erfelijke ziektes krijgen vaak eerst twee of drie onjuiste diagnoses en vaak dus ook verkeerde of overbodige behandelingen’, vertelt Peter Schols (41), ceo van de Leuvense start-up Diploid. En tegen de tijd dat de ziekte wordt ontdekt, is het soms te laat. Zo overleed de vader van Schols elf jaar geleden aan een zeldzame, erfelijke vorm van spierdystrofie. ‘De ziekte is destijds nooit gediagnosticeerd’, vertelt Schols. ‘En hij bleek niet de enige bij wie dat gebeurt. Ik studeerde toen biologie aan de KU Leuven, waar ik later ook mijn doctoraat deed. Toen was ik al gemotiveerd om daar iets aan te doen.’

Afstrepen

Toen DNA sequencen steeds toegankelijker werd, ging Schols software ontwikkelen om tussen die miljoenen basenparen de variant te vinden die verantwoordelijk is voor de aandoening waaraan iemand lijdt. ‘Die software bespaart artsen en genetici erg veel tijd’, stelt hij.

De software, Moon genoemd, combineert de symptomen van de patiënt, gegevens over ziektes die voorkomen in de familie en wetenschappelijke kennis met informatie over de DNA-sequentie van de patiënt. Schols: ‘Wat wij krijgen, zijn alle afwijkingen in het DNA ten opzichte van een referentiegenoom.’ Dat is een lange lijst, en de meeste verschillen in code zijn onschadelijk. ‘Moon kijkt onder meer naar de frequentie van de variant. Als het veel voorkomt bij gezonde mensen is het onwaar­schijnlijk dat het een ziekte veroorzaakt, dus dan kunnen we dat afstrepen.’

Verder gebruikt de software informatie over de functionaliteit en de expressie van genen. ‘Van een gen dat alleen tot expressie komt in de lever is het bijvoorbeeld niet waarschijnlijk dat het verantwoordelijk is voor een oogafwijking’, stelt Schols. Over die functionaliteit is al het een en ander bekend, maar daar komt wekelijks ook weer veel informatie bij: Moon scant zelf elke week een stuk of vijftig wetenschappelijke publicaties en integreert die informatie in de software. Ook neemt Moon de gegevens van vorige scans mee in nieuwe analyses. ‘Door die vormen van artificial intelligence verbetert het programma zichzelf’, legt Schols uit. ‘Hoe meer je het gebruikt, hoe nauwkeuriger de software.’

Recordtijd

Tegen de tijd dat Schols begon met Moon, had hij al ruime ervaring met software­ontwikkeling. ‘Ik startte al met software schrijven toen ik negen was, toen nog in de programmeertaal Basic op een Com­modore 64. Tijdens mijn doctoraat schreef ik mijn eigen analysesoftware, die Apple bekroonde.’ Met de oprichting van Diploid kon hij zijn interesse en ervaring in softwareontwikkeling dus combineren met die voor biologie om zo zeldzame erfelijke ziektes op te sporen. En dat had effect, want Moon wordt ondertussen daadwerkelijk gebruikt. ‘Het Leids Universitair Medisch Centrum past onze software toe bij zijn genoomanalyses. En daarnaast zijn er ziekenhuizen en instituten in Zwitser­land, Zweden, Finland, België, de VS, India en Turkije die Moon inzetten’, vertelt Schols.

‘Moon bespaart artsen en genetici veel tijd’

Eerder dit jaar hielp Moon al om in recordtijd een genetische aandoening op te sporen. Het Rady Children’s Institute for Genomic Medicine in San Diego slaagde erin om in één dag DNA te sequencen en tot een diagnose te komen. Voor het laatste deel van dat proces gebruikte het Moon als hulpmiddel. ‘Onze software doet in feite de genoominterpretatie’, zegt Schols. ‘Wij werken dus echt aan het laatste deel van het proces. De software schrijft zelfs automatisch een rapportage van de analyse met Natural Language Generation. Zo kunnen genetici zo veel mogelijk tijd besparen.’

Moon is echt bedoeld voor mensen met ernstige symptomen die nog niet weten waar die door ontstaan. Steeds meer erfelijke aandoeningen krijgen een vorm van therapie of een behandeling die kan verhinderen dat de aandoening verergert. Een voorbeeld is de ziekte van Pompe, een aandoening waarbij het enzym dat glycogeen afbreekt niet goed werkt. Daardoor hoopt glycogeen zich op, waardoor voornamelijk spierweefsel beschadigd raakt. Zo sterven de spieren langzaam af. Er is een therapie voor: je kunt het ontbrekende enzym (GAA) namelijk toedienen via een infuus. Een snelle en correcte diagnose is dan cruciaal om spierafbraak in een vroeg stadium te voorkomen.

Wereld veranderen

‘De ziekte van Pompe is slechts één voorbeeld, maar zo zijn er tientallen aandoeningen waarvoor een therapie beschikbaar is en waarbij vroege detectie dus cruciaal is’, zegt Schols. Toch is dat nog eerder de uitzondering dan de regel. ‘Tegen veel zeldzame erfelijke ziektes is nog niks te doen. Maar dan voorkomt een juiste diagnose dat mensen door verkeerde diagnoses behandelingen krijgen die niet werken.’ En wie weet komen er in de toekomst toch meer behandelingen voor zeldzame ziektes als die meer bekendheid krijgen door een goede diagnosestelling. Het is dus niet het idee om gezonde mensen preventief te scannen, al zegt Schols daar op zich niks op tegen te hebben als ze daar zelf achter staan.

‘We hopen in de toekomst ook structurele varianten als deleties en duplicaties te kunnen opsporen’, kijkt Schols vooruit. Zo blijft Diploid Moon verder ontwikkelen. ‘Het is niet zo dat ik er als kind van droomde om ondernemer te worden. Ik wilde de wereld veranderen, of tenminste toch een beetje beter achterlaten. Het blijkt dat ondernemer worden een ideale manier is om dat te bereiken.’