Project CompBioMed: werken aan een virtuele mens

Wetenschappers moeten de kansen grijpen die high performance computing (HPC) hun biedt, zo meent de Europese Unie. Daarom zijn in het kader van het Horizon2020-programma allerlei projecten opgezet die specifieke vakgebieden moeten ondersteunen op HPC-gebied. “Denk bijvoorbeeld aan meteorologie en materiaalwetenschappen”, zegt Verdicchio. “Voor biomedische researchers is de ondersteuning georganiseerd in het project CompBioMed.”

Dit project werkt met partners uit heel Europa. Verdicchio: “Meestal zijn dat wetenschappers of bedrijven die nieuwe methodes ontwerpen om bijvoorbeeld de bloedsomloop of het bewegingsapparaat in de computer te simuleren. Of die computerkracht gebruiken om nieuwe geneesmiddelen te ontwikkelen, of de werking van bestaande geneesmiddelen voor andere ziekten te analyseren.”

Gepersonaliseerde geneeskunde

Op de achtergrond heeft al dit werk één ultiem doel: de schepping van een virtuele fysiologische mens. “In andere woorden: gepersonaliseerde geneeskunde”, licht Verdicchio toe. “Tot nu toe gaat de medische wetenschap doorgaans uit van een gemiddelde blanke man tussen de 30 en 50 jaar oud. De ambitie van gepersonaliseerde geneeskunde is dat je ooit een compleet computermodel krijgt, dat is gebaseerd op scans en andere metingen van jóúw lichaam. Dat model kun je dan gebruiken om te zien hoe je zou reageren op bepaalde medicijnen, of welke medische problemen je op bepaalde leeftijden te wachten staan.”

Het zal duidelijk zijn dat dit ideaal nog ver in de toekomst ligt. Maar volgens Verdicchio kun je een indruk krijgen van wat er nu al aan bouwstenen wordt ontwikkeld, aan de hand van de video ‘Virtual Humans’ (zie onderaan). “In deze video hebben we allerlei simulaties verwerkt, bijvoorbeeld van de bloedsomloop en het skelet, die allemaal gebaseerd zijn op echte onderzoeksgegevens. Ze kunnen daadwerkelijk gebruikt worden voor biomedische analyse. Ik vind het prachtig, want je ziet wat er straks mogelijk wordt. Dit is de toekomst!”

Het realisme heeft wel een prijs: al het beeldmateriaal is geproduceerd met behulp van supercomputers. Om de werking van het menselijk lichaam te simuleren, is high performance computing echt onontbeerlijk.

Ondersteuning bij ontwikkelen en gebruiken van software

SURF heeft als een van de kernpartners van CompBioMed het projectplan mee-opgesteld. “Verder is onze rol als supercomputercentrum tweeledig”, aldus Verdicchio. “Enerzijds helpen we academische partners om de software en workflows die ze ontwikkelen te verbeteren. Bijvoorbeeld door ze efficiënter te maken, zodat eindgebruikers geen dagen op hun resultaten hoeven te wachten.”

“Anderzijds verzorgen we trainingen, bijeenkomsten en ondersteuning om onderzoekers vertrouwd te maken met de mogelijkheden van high performance computing in het algemeen en biomedische software in het bijzonder.”

“Dus onze rol is niet anders dan wat we normaal doen voor de hele Nederlandse onderzoeksgemeenschap. Maar in het kader van CompBioMed geven we extra aandacht aan biomedisch onderzoek.”

Doorbraken op allerlei terreinen

Het project werpt duidelijk vruchten af: niet voor niets is het onlangs verlengd met een tweede periode van 4 jaar. Maar dit betekent niet dat de nieuwe software en diensten massaal klinisch worden toegepast door ziekenhuizen, zo beklemtoont Verdicchio. “Artsen zijn niet gewend om te werken met HPC-systemen. Bovendien is dit allemaal erg innovatief. We zitten nog in een experimentele fase en daarom is het moeilijk om medici te overtuigen van de betrouwbaarheid van deze procedures. Het is begrijpelijk dat ze conservatief zijn, want ze werken met mensenlevens.”

Maar in de tussentijd zijn de producten van CompBioMed al bruikbaar voor een veel bredere groep van onderzoekers: niet alleen biomedici maar bijvoorbeeld ook biologen. “Diensten, trainingen, geoptimaliseerde software en workflows: alles staat ter beschikking van de Nederlandse onderzoeksgemeenschap. We hebben in het project diverse Nederlandse partners, die nu al bezig zijn om het platform en de nieuwe mogelijkheden te delen met andere wetenschappers. High performance computing kan op tal van onderzoeksgebieden voor doorbraken zorgen.”

Tekst: Aad van de Wijngaart

Meer informatie

Website CompBioMed