Integrative Systems Biology (ISB)

Den mänskliga kroppen är ett komplext system med många organ och processer som interagerar med varandra och omgivningen. För att bättre förstå hur dessa komplicerade interaktioner fungerar har vår grupp sedan 20 år tillbaka utvecklat och integrerat matematiska modeller av de olika organsystemen.

Vi konstruerar datormodeller som kan simulera både friska organ och olika sjukdomar som till exempel diabetes eller stroke och som kan anpassas till enskilda individer i en så kallad digital tvilling. Med dessa modeller kan vi sedan undersöka till exempel hur olika läkemedel, träningsprogram eller dieter påverkar olika personer och därmed hjälpa människor till bättre hälsa, eller ersätta försöksdjur i experiment.

Inom forskningsfältet systembiologi används datormodeller på detta sätt för att förstå kroppen som helhet och inte som en grupp skilda och isolerade organ. För att kunna göra detta krävs många typer av expertis inom flera olika områden. Vi modellerar därför i samarbete med ett stort antal experimentgrupper med fokus på olika biologiska system. I dessa projekt fungerar våra medarbetare som biologiska experter medan vi är experter på modelleringen. Detta innebär att våra medarbetare inte behöver ha omfattande kunskap om just modellering. Vi samarbetar med grupper världen över, och varje år tar vi in studenter som gör kandidatarbeten, forskningsförberedande projekt/internships och doktorandprojekt. Hör gärna av dig om du är intresserad av att samarbeta med oss eller bara har frågor om hur modellering skulle kunna hjälpa dig i din forskning.

Vår forskning kan sammanfattas av uttrycket M4-health som står för “Models for health” (modeller för hälsa). M4-health representerar också för den typ av modellering som vi gör “Mekanistiska modeller, Multi-nivåmodeller, Multi-tidsskalemodeller och Multi-artmodeller.”

Mekanistiska modeller: modellerna beskriver inte bara formen på datan utan även de biologiska mekanismerna som ligger bakom.

Multi-nivåmodeller: modellerna kan beskriva kroppens olika mekanismer från den mikroskopiska nivån där proteiner ändrar form till helkroppsnivån där olika organ samverkar med varandra och ända upp till populationsnivå där man kan spåra hur sjukdomar sprids i samhället.

Multi-tidsskalemodeller: modellerna kan beskriva kroppens olika mekanismer på olika tidsskalor, från millisekundsnabba processer som nervimpulser till hur en persons hälsa utvecklas under ett helt liv.

Multi-artmodeller: vi utvecklar olika modeller för olika experimentsystem - från mus till människa - och skapar sedan sätt att översätta mellan dessa olika modeller.

Vi siktar på att våra modeller ska kunna användas i olika kombinationer för att täcka in alla dessa aspekter.

Våra M4-modeller är användbara för en rad olika tillämpningar. De kan användas för att främja människors hälsa (“models for health”, eller “M4-health”), till exempel genom att utveckla eHälsa-produkter i vårt spin-off-företag SUND sound medical decisions. I det första steget testar vi om dessa digitala tvillingar kan förbättra hälsopedagogik och öka patientmotivationen för att följa behandlingar och vidta förebyggande åtgärder. Den digitala tvillingen följer då patienten från det inledande hälsosamtalet till att använda smarta sensorer för att mäta och registrera hälsotillståndet hemma och slutligen till specialistbehandling för att behandla tex typ 2 diabetes eller komplikationer i lever och hjärta. Förutom dessa tillämpningar samarbetar vi även med AstraZeneca för att omvandla läkemedelsutveckling från en linjär trial-and-error pipeline till en kunskapsdriven arbetsgång. Detta arbetssätt har stor potential att ersätta djurförsök, vilket vi använder i samarbete med föreningen Forska Utan Försöksdjur och det svenska 3R-centret, där jag är medlem i styrelsen. Slutligen använder vi nu även vår digitala tvilling i nya och innovativa konstprojekt där vi kombinerar mitt pianospelande med professionella dansare och dansande digitala tvillingar i ett nytt format för föreläsningsföreställningar. 

Du kan läsa mer om våra projekt nedan och på vår blogg.

Detaljer om ISB groupVisa/dölj innehåll

Utbildning

  • ISB group ansvarar för kandidatarbetsprojekten för teknisk biologi vid Linköpings universitet. I samband med detta ger vi även en introduktionskurs till Systembiologi.
  • Det finns möjlighet att göra forskningsförberedande projekt efter kandidatprojektet. Detta är ett utmärkt sätt att få prova på att arbeta i en forskargrupp och se om man är intresserad av att doktorera.

Finansiärer

Vårt arbete finansieras av ett stort antal olika finansiärer:

  • Svenska vetenskapsrådet (VR-M and VR-NT)
  • Stiftelsen för strategisk forskning
  • CENIIT
  • ELLIIT
  • KAW och SciLifeLab
  • Forska Utan Djurförsök
  • VINNOVA
  • H2020

Med mera.

Pågående forskningsprojektVisa/dölj innehåll

Färdiga forskningsprojektVisa/dölj innehåll

MedarbetareVisa/dölj innehåll

Studenter HT2020

  • Astrid Linse Löfgren (exjobb)
  • Antonia Klingsäter (internship)
  • Johanna Hansson (internship)
  • Lucas Raihle (internship) 
  • Lucas Rajala (internship)
  • Ted Gustavsson (internship)
  • Rickard Wahlberg (exjobb)

  • Oscar Arrestam (internship)

  • Tobias Thorén (internship) 

Relaterad forskningVisa/dölj innehåll

OrganisationVisa/dölj innehåll