WetenschapPreventieve geneeskunde

De meet-wc herkent je achterste en waarschuwt als je kanker terugkeert

Beeld Louman & Friso

Onderzoekers van Stanford University presenteren een ‘slimme wc’, die poep en plas analyseert. Dat brengt preventieve geneeskunde dichterbij. Voor wie niet bezorgd is over privacy, tenminste.

Toen Friso Achterberg nog op Stanford University werkte, stond de slimme wc naast zijn bureau. Zelf mocht hij er niet op. Omdat hij betrokken was bij de ontwikkeling ervan, zou de suggestie op de loer liggen dat de jonge arts-onderzoeker zich door zijn baas gedwongen zou voelen om op de meet-wc te poepen. Maar of hij er eentje in zijn huis zou zetten? “Ja hoor, als er maar een gedegen onderzoeksvraag ligt. Voor een bevolkingsonderzoek naar bijvoorbeeld kanker zou ik dat wel doen.”

Inmiddels is Achterberg weer terug in Nederland. Bij het Leids Universitair Medisch Centrum doet hij onderzoek naar de chirurgische behandeling van leveruitzaaiingen na darmkanker. Sinds de corona-uitbraak springt hij ook af en toe bij in de kliniek. De Stanfordse wc waaraan hij meewerkte, haalde echter deze maand het vaktijdschrift Nature Biomedical Engineering. Meteen daarna kwam de internationale pers, maar niet elk stukje oversteeg het niveau van de kleuterschool. Een wc die de vorm van je poep meet, en je herkent aan je anus! Hihihi, poep!

Het slimme wc-systeem bestaat uit een aantal losse onderdelen, die je op een al bestaand toilet kunt monteren. Gewichtssensoren voor in de bril, vier camera’s voor in de pot, een plekje voor de urinestrips. De wc houdt bij hoe vaak je plast en hoeveel je plast, hij bepaalt de aanwezigheid van bepaalde eiwitten in je urine, en deelt je poep in op de zogeheten Bristol-stoelgangschaal. 

Beeld Louman & Friso

Een worst met barsten

Achterberg: “Mensen met het prikkelbare-darmsyndroom vullen dat nu nog elke dag op een papiertje in”. Daarbij moeten ze afwegen of de productie van die dag te omschrijven is als type 2 (‘brokkelig, maar worstvormig’) of type 3 (‘lijkt op een worst, maar met barsten’). “Zo’n toilet kan dat werk niet alleen op een wenselijker manier uitvoeren, hij is er ook nauwkeuriger in.”

Er zijn meer toepassingen mogelijk, zegt Achterberg: “We weten van parkinsonpatiënten dat die vaak al darmklachten hadden, voordat de problemen met de motoriek opkwamen en de diagnose werd gesteld. Met de juiste sensoren erin zou de wc bloed in de ontlasting kunnen opsporen. Of de aanwezigheid van gal, wat een aanwijzing zou zijn voor een teruggekeerde alvleesklierkanker. En, dichter bij mijn eigen onderzoek: we weten dat mensen die een endeldarmoperatie hebben ondergaan, last hebben van ongewilde ontlasting, of juist het ongewild uitblijven daarvan.”

“Je kunt je voorstellen dat je zo’n toilet neerzet op de afdeling van een ziekenhuis waar nu nog elke dag bloed moet worden geprikt. Je wilt niet overal de volledig aangeklede versie van dit toilet, met alle mogelijke sensoren, je stemt de apparatuur die je gebruikt af op de vraag die je wilt stellen.”

Beeld Louman & Friso

Anusherkenning als pragmatische oplossing

De data zijn alleen zinnig als ze compleet zijn. En daar komt de anusherkenning om de hoek kijken, zegt Achterberg. “Je wilt je data kunnen koppelen aan de juiste gebruiker. De huidige uitvoering herkent de vingerafdruk van degene die doortrekt, maar nu zie je – meer dan ooit – een beweging naar toiletten die doortrekken zonder dat iemand ergens aan zit. Je zou je data ook kunnen koppelen aan een smartphone, maar neemt iedereen die elke keer mee als ze er ’s nachts een keertje uit moeten? Je wilt iets dat je altijd bij je hebt. Het idee dat je mensen kunt herkennen aan de anus is overigens niet afkomstig van onze groep in Stanford, maar het is wel een pragmatische oplossing.”

In de ogen van de hoofdonderzoeker, hoogleraar Sanjiv Gambhir, is de meet-wc maar een puzzelstukje in een brede aanpak die ziektes moet opsporen voordat iemand echt ziek wordt, door doorlopend mensen te meten. Dat werkt het beste als ze daar zelf niets extra’s voor hoeven te doen. 

Zijn lab werkt daarom ook aan een meet-bh die veranderingen in de doorbloeding van de borsten registreert en zo borstkanker kan opsporen. En Gambhir opperde in 2018 om speekseltesten die kanker kunnen detecteren te integreren in een slimme tandenborstel. Achterberg: “Als arts dacht ik: wow. De volledig andere manier om naar het probleem te kijken, verbaasde me. Dat was ook de reden dat ik zo graag op het lab van Gambhir wilde werken.”

Beeld Louman & Friso

Coronavirus en privacywetgeving

Er worden nu ook al metingen aan onze ontlasting gedaan. KWR, het kennisinstituut van de drinkwatersector, doet al jaren onderzoek naar de afbraakproducten van drugs in het rioolwater van verschillende gemeentes. Zo bleek bijvoorbeeld dat er steeds meer xtc in de poep en plas van Amsterdam zit; waarschijnlijk omdat de pillen steeds sterker worden. KWR was ook de organisatie die eind maart liet weten dat ze coronavirus hadden gevonden bij meerdere Nederlandse rioolwaterzuiveringen.

Daarbij gaat echter de inhoud van alle toiletten op een grote hoop, en is de resulterende informatie vooral nuttig voor beleidsmakers. Een thuistoilet dat op virussen test, zit er voorlopig nog niet in: de test kost nog te veel tijd en geld. Ook een werk-wc die gezondheid en drugsgebruik van het personeel van een onderneming in de gaten houdt, is niet aan de orde – dankzij privacywetgeving.

Maar dan nog. De data van je fitnesshorloge delen met een techbedrijf gaat voor veel mensen al te ver. Voor hen zal ‘slimme apparatuur’ die gegevens over je borsten en je anus bijhoudt – en zelfs opslaat – eerder klinken als een privacynachtmerrie dan als een mooie toekomstdroom over ziektepreventie.

Achterberg: “Je ziet dit soort zorgen nu ook bij de corona-app van minister Hugo de Jonge. Die zorgen zijn ook normaal. De veiligheid moet gegarandeerd zijn, uiteraard. En nogmaals: de onderzoeksvraag die je stelt moet goed zijn. Ik denk dat de wetenschap een belangrijke taak heeft in het aangeven van wat er mogelijk is. De maatschappelijke discussie moet vervolgens bepalen wat er wenselijk is, en wat niet.”

Nu we het toch over poep hebben...

Spoorzoeken in verse feces kan prima, maar wat doe je met een drol die zevenduizend jaar geleden werd ­gelegd en nu als versteend fossiel aan de oppervlakte komt? Ook daar kun je veel uithalen, laten Duitse ­onderzoekers zien.

Archeologen en paleontologen trappen geregeld in de poep. Waar mensen en dieren hebben geleefd, is poep te vinden, in droge, organische vorm of als versteend fossiel. Die laatste vorm heeft een officiële naam: coproliet. Op de foto zijn coprolieten te zien die zijn gevonden in de Chinese provincie Anhui. De versteende drollen zijn zevenduizend jaar oud.

Fossiele feces bevatten interessante informatie, bijvoorbeeld over het dieet van de maker. Er wordt zo mogelijk genetisch onderzoek gedaan om te zien met welke planten- en diersoorten de maker zich voedde. Nog meer informatie kunnen wetenschappers putten uit de darmflora, de samenstelling van het rijk van micro-organismen in de darm. De darmflora speelt een grote rol in gezondheid en ontwikkeling van de levende mens, en kan in fossiele vorm veel vertellen over zijn evolutie.

De technieken van genetica en bio-­informatica zijn inmiddels zo ver ­gevorderd dat die informatie eruit te halen is. Dat begint echter met de uitdaging te bepalen wie de drol heeft gelegd. Dat is het onderwerp van het promotieonderzoek dat Maxime Borry doet aan het Max Planck Instituut voor Geschiedenis van de Mens, in het Duitse Jena, onder leiding van hoog­leraar Christina Warinner. Borry en Warinner publiceerden deze week in vakblad PeerJ de eerste proeve van hun kunnen.

Mensen en honden leggen vergelijkbare drollen

De lastigste opgave in dit vak is mensen en honden uit elkaar te houden. Ze leggen vergelijkbare drollen, en trekken al vele duizenden jaren met elkaar op. Waar je fecale resten van mensen vindt, stuit je vaak ook op hondenpoep en andersom. En wat het nog complexer maakt: de mens eet soms hond, en de hond eet soms mens, of op zijn minst diens etensresten. Hun beider genetisch materiaal gaat in de mengmolen, waardoor het moeilijk is om met genetische technieken te bepalen wat een hondendrol is en wat een mensenkeutel.

De Duitse onderzoekers hebben hiervoor nu een methode ontwikkeld. Ze hebben op basis van een hele hoop data van moderne mensen en honden een soort profiel gemaakt van de micro-organismen waarvan je de genetische sporen mag verwachten in feces. Die profielen verschillen tussen mens en hond omdat hun darmflora verschilt. Met die moderne data is een computeralgoritme getraind, dat vervolgens werd losgelaten op fossiele fecaliën die in verschillende werelddelen en tijdperken zijn gevonden.

De computer bleek in staat om drollen van mens en hond te onderscheiden, zij het in slechts iets meer dan de helft van de gevallen. De andere gevallen leverden geen duidelijke indeling op. Dat kan komen, zeggen de onderzoekers, doordat de computer werd getraind met de gegevens van een beperkt aantal westerse honden, terwijl bijvoorbeeld de coprolieten op de foto uit China komen. Uitbreiding van de dataset met de darmflora van honden uit andere delen van de wereld kan de methode verbeteren.

Maar wat de onderzoekers echt ­enthousiast maakt, is dat hiermee een nieuwe weg wordt geopend naar prehistorisch onderzoek aan de darmflora. Dat zal nieuwe kennis opleveren over de evolutie van de mens, en zijn hond. 

Lees ook:

Begrijpt de overheid privacy wel?

Filosofen over de corona-app. 

Meer over

Wilt u iets delen met Trouw?

Tip hier onze journalisten

Op alle verhalen van Trouw rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@trouw.nl.
© 2020 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden