Jag har en masterexamen i teoretisk fysik och doktorerade pĂ„ modellering av biologiska system vid ISY, Linköpings universitet, och S2, Chalmers. Efter det startade jag en egen modelleringsgrupp som undergrupp till en experimentell cellbiologisk grupp. Gruppen vĂ€xte och 2011 blev vi en oberoende forskargrupp hĂ€r pĂ„ IMT, nu bestĂ„ende av cirka 20 forskare och tio studenter. Sedan dess har vi fortsatt vĂ€xa, jag har blivit gĂ€stprofessor vid Ărebro universitet, och jag leder nu ocksĂ„ flera stora nationella och internationella nĂ€tverk.
VĂ„r modelleringsapproach: testa hypoteser och digitala tvillingar
Som standard i vÄra modelleringsprojekt tar vi experimentella data och biomedicinsk kunskap frÄn vÄra samarbetspartners och formulerar mekanistiska hypoteser. Hypoteserna översÀtts till matematiska modeller (oftast med ordinÀra differentialekvationer) som sedan passas till trÀningsdata. Detta leder till ett av tvÄ resultat:
- hypotesen kan inte förklara data och behöver omformuleras, eller
- hypotesen kan beskriva trÀningsdatan och testas dÄ mot oberoende valideringsdata
Detta gör att modellen sedan kan anvÀndas till exempel för att designa nya experiment, dÀr modellens förutsÀgelser kan testats ytterligare. PÄ detta sÀtt blir vi del av de dagliga besluten i experimentmiljön dÀr vi hjÀlper till att analysera data och planera nya experiment.
Vi har anvÀnt den hÀr strategin för att karakterisera olika aspekter av de flesta stora organ i kroppen: fett- och muskelvÀvnad, lever, hjÀrna, bukspottkörtel, blod med flera. Just nu kopplar vi ihop organmodellerna för att kunna modellera hela kroppen. Dessa sammankopplade modeller kan individualiseras genom att passas till personlig data. SÄdana individualiserade modeller kallas ibland för digitala tvillingar och kan anvÀndas till mÄnga olika syften.
Vi har ocksĂ„ utvecklat motsvarande modeller för andra komplexa experimentsystem, sĂ„som organs-on-a-chip och rĂ„ttmodeller. Dessa modeller strĂ€cker sig frĂ„n intracellulĂ€ra processer till organ och till hela organismer, och frĂ„n sekunder till Ă„r. Med andra ord, vĂ„ra sammankopplade modeller kan beskrivas som M4-modeller, pĂ„ engelska âmechanistic, multi-level, multi-timescale, and multi-species".
TillÀmpningar av tvillingar i vÄrd, prevention och lÀkemedelsutveckling
Dessa digitala tvillingar, eller M4-modeller, Ă€r anvĂ€ndbara i flera olika sammanhang. De kan anvĂ€ndas för att frĂ€mja mĂ€nniskors hĂ€lsa (âmodels for healthâ, eller âM4-healthâ), till exempel genom att utveckla produkter för eHĂ€lsa i vĂ„rt spinoff-företag SUND sound medical decisions.
I det första steget testar vi om dessa digitala tvillingar kan förbÀttra hÀlsopedagogik och öka patientmotivation för att följa behandlingar och vidta förebyggande ÄtgÀrder. Den digitala tvillingen följer dÄ patienten frÄn det inledande hÀlsosamtalet till att anvÀnda smarta sensorer för att mÀta och registrera hÀlsotillstÄndet hemma. Slutligen följer den med till specialistbehandlingen för att behandla till exempel typ 2 diabetes eller komplikationer i lever och hjÀrta.
Förutom dessa tillÀmpningar samarbetar vi Àven med AstraZeneca för att omvandla lÀkemedelsutveckling frÄn en linjÀr trial-and-error pipeline till en kunskapsdriven arbetsgÄng. Detta arbetssÀtt har stor potential att ersÀtta djurförsök, vilket vi anvÀnder i samarbete med föreningen Forska Utan Försöksdjurförsök och det svenska 3R-centret, som jag var med och byggde upp.
Slutligen anvÀnder vi nu Àven vÄr digitala tvilling i nya och innovativa konstprojekt dÀr vi kombinerar mitt pianospelande med professionella dansare och dansande digitala tvillingar i ett nytt format för förelÀsningsförestÀllningar.
Ledning av stora nationella och internationella nÀtverk
Utvecklingen av mina digitala tvillingar har startat som individuella projekt och samarbeten via till exempel finansiering frÄn VetenskapsrÄdet, VR, och har nu lett vidare till stora nÀtverksprojekt.
Ett av de första sĂ„dana projekten jag koordinerade var finansierat av VINNOVA och dĂ„ jobbade vi tillsammans med Region Ăstergötland och Lunds Universitet. Detta har sedan lett till flera EU-projekt, först PRECISE4Q (2019-2022) och sedan STRATIF-AI (2023-2027). Det senare koordineras av mig, bestĂ„r av 15 partners frĂ„n Ă„tta lĂ€nder, och har en budget pĂ„ 65 miljoner kronor. Det projektet handlar om hur mina digitala tvillingar kan anvĂ€ndas för prevention, akutbehandling och rehabilitering av stroke, och testar eHĂ€lso-appar pĂ„ över 400 individer i sex lĂ€nder.
M4-HEALTH störst och mest spÀnnande
Det allra största och mest spÀnnande nÀtverket jag har startat Àr M4-HEALTH. Det bestÄr av 16 universitet frÄn Sverige, internationella nyckeluniversitet och nÀtverk, och stöds av över 100 företag, myndigheter, och andra organisationer. Vi har skickat in en ansökan om att bli ett excellenskluster, men letar ocksÄ annan liknande finansiering, och kommer att jobba vidare med detta nÀtverk oavsett.
I M4-HEALTH tar vi ett helhetsgrepp om hÀlsa som tidigare har saknats i samhÀllet: vi integrerar all kunskap och data in i tvillingen, och vi integrerar alla aktörer som har med hÀlsa att göra, dvs inte bara vÄrd, sjukvÄrd, och ÀldrevÄrd, utan ocksÄ försvaret, skolor, matindustrin, osv. Den helhetsansatsen har chansen att verkligen kunna göra skillnad. Vi ser chansen och vikten av att vÀnda den rörelse mot ohÀlsa som vi varit pÄ i flera decennier, och istÀllet starta en ny visions-baserad resa mot ökad hÀlsa och sundhet i samhÀllet. Att möjliggöra och leda denna resa Àr den övergripande mÄlsÀttningen med all min forskning.
