Kersverse hoogleraar Gerard van Westen wil grenzen doorbreken
Kersverse hoogleraar Gerard van Westen werkt op het snijvlak van kunstmatige intelligentie en medicijnontwikkeling. Voor de nieuwe leerstoel Artificial Intelligence and Medicinal Chemistry zet hij computermodellen in om medicijnontwikkeling efficiënter te maken. ‘ Ons ultieme doel is een virtuele mens waarbij je kunt zeggen: dit zijn de moleculen die we toedienen, en dit is het verwachte effect.’
Gerard van Westen moet boven even de stilte opzoeken voor het video-interview, want beneden zijn de kinderen thuis met schoolwerk aan de gang. Veel ouders vinden het stiekem heerlijk dat de kinderen binnenkort weer naar school gaan, maar Van Westen denkt daar anders over. ‘Ik vind het wel jammer dat het weer voorbij is, want het is erg leuk om ze te zien leren en daarbij te helpen.’ Ondanks dat hij nu hoogleraar is, zal hij dan ook zeker tijd voor hen blijven vrijmaken. ‘Gelukkig kunnen mijn vrouw en ik elkaar daarbij helpen, en kan ik mijn soort onderzoek eigenlijk overal uitvoeren.’
Van Westen doet zijn onderzoek voornamelijk op de computer. Met geavanceerde computermodellen probeert hij de zoektocht naar nieuwe medicijnen efficiënter te maken. Momenteel is het ontwikkelen van een nieuw medicijn nog een lang en kostbaar proces, waarbij onderzoekers er via trial and error achter moeten komen of een medicijn wel of niet aan alle eisen voldoet. ‘Met behulp van kunstmatige intelligentie bedenken we nieuwe moleculen en proberen we te voorspellen wat deze potentiële geneesmiddelen doen in ons lichaam,’ aldus Van Westen.
Van stagiair tot professor
In eerste instantie wilde Van Westen Geneeskunde studeren, maar zijn moeder raadde dit af: het zou niet onderzoekend genoeg zijn voor hem. Op aanraden van een vriend ging hij daarom kijken bij biofarmaceutische wetenschappen in Leiden. Dat bleek een goede keuze: ‘Mijn vriend is na een jaar wat anders gaan doen, maar ik ben gebleven’, vertelt hij lachend.
Tijdens een negen maanden durende stage kwam Van Westen er echter achter dat onderzoek in het lab niet echt zijn ding was. Voor stage nummer twee ging hij daarom naar Tibotec (nu onderdeel van Johnson & Johnson), waar hij kennismaakte met computational chemistry. ‘Het was de eerste keer dat ik mijn onderzoek echt leuk vond. Ik las extra literatuur, ging ’s avonds door en wilde precies uitvogelen hoe alles zat.’ In het promotie- en postdoconderzoek dat volgde, verdiepte Van Westen zich verder in kunstmatige intelligentie en bekeek hoe hij computermodellen kon inzetten in de zoektocht naar nieuwe medicijnen.
Tijdens zijn tenure track in Leiden diende de vacature voor hoogleraar AI and Medicinal Chemistry zich aan. ‘Het was precies waar ik de afgelopen 14 jaar mee bezig ben geweest. Ik moest dit proberen, en ben er helemaal voor gegaan’, vertelt hij enthousiast. ‘Ik schreef een uitgebreid dossier en onderzoeksplan voor de komende jaren en toen ben ik het geworden! Het is gewoon gelukt.’
Computational medicine, biology of chemistry
Bij computationele levenswetenschappen worden computersimulaties gebruikt om problemen in bijvoorbeeld geneeskunde, medicijnwetenschappen, biologie of scheikunde op te lossen. Door middel van slimme computerprogramma’s en algoritmes ontwikkelen wetenschappers bijvoorbeeld nieuwe moleculen of kunnen ze voorspellen en volgen hoe kankercellen zich gedragen.
Grensoverschrijdend
Als hoogleraar wil Van Westen zich vooral inzetten voor onderzoek op het snijvlak van kunstmatige intelligentie en andere levenswetenschappen. ‘Juist hier zien we de laatste tijd grote doorbraken en vernieuwende inzichten. Informatici leren ons op een heel andere manier naar onze data kijken en bepaalde denkstappen te maken.’
Samen met computerwetenschapper Michael Emmerich richtte hij daarom een platform op: het Centre for Computational Life Sciences (CCLS). Speciaal voor onderzoekers die hun eigen vakgebied combineren met computerwetenschappen. ‘Door verschillende expertises te combineren, kunnen we kijken naar grensoverschrijdende problemen. Als we computermodellen willen gebruiken voor medicijnontwikkeling, welke chemie is daarvoor dan van belang? Welke biologie en algoritmes hebben we nodig, en hoe gaan we al die data combineren? Als je een bepaalde achtergrond mist, kun je soms gewoon een bepaalde stap niet maken. Wat voor jou onoplosbaar lijkt, is voor een ander misschien heel triviaal.’
Luchtkasteel wordt werkelijkheid
Van Westen: ‘Ik hoop en verwacht dat we op een gegeven moment van een nieuw medicijn ruwweg kunnen voorspellen hoe het zich verspreidt in het lichaam, met welke eiwitten het interactie heeft en wat dus het effect zal zijn op het lichaam. Het ultieme doel is een virtuele mens waarbij je kunt zeggen: als we deze moleculen toedienen, dan is dit het verwachte effect.’
Tien jaar geleden leek dat nog luchtkastelen bouwen, maar inmiddels komt het doel in sneltreinvaart dichterbij. ‘Op basis van de chemische structuur kunnen we nu al voorspellen op welk van zo’n 1500 eiwitten in ons lichaam het medicijn zal aangrijpen. Dat is echt een mijlpaal. Ik had niet verwacht dat dat binnen zo’n korte tijd zou lukken en daar ben ik erg trots op!’
Thuis uit eten
Ook wat betreft de huidige Coronacrisis zit Van Westen niet stil. Hij zet zijn computerprogramma’s in om te testen of bestaande medicijnen eventueel inzetbaar zijn tegen het virus. Daarnaast werkt hij ook mee aan het Covid moonshot project, waarbij hij helpt te zoeken naar nieuwe remmers voor het virus.
Zijn benoeming kon niet groots worden gevierd. Al werd hij thuis wel overdonderd door bloemen, virtuele felicitaties en kaartjes. ‘Ook zijn we met het gezin thuis uit eten geweest, we hebben lekker eten besteld en als toetje genoten we van taart van het CCLS. Het was absoluut bijzonder het op deze manier te vieren. En wat in het vat zit verzuurt niet, we gaan het sowieso nog een keer inhalen.’