Jag har en M.Sc. i teoretisk fysik och doktorerade på 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 växte och 2011 blev vi en oberoende forskargrupp här på IMT. Vi är nu cirka 15 personer som arbetar med ett antal olika projekt i nära samarbete med flera experimentella och kliniska forskare.
Som standard i våra modelleringsprojekt tar vi experimentella data och biomedicinsk kunskap från våra samarbetspartners och formulerar mekanistiska hypoteser. Hypoteserna översätts till matematiska modeller (oftast med ordinära differentialekvationer) som sedan passas till träningsdata. Detta leder till ett av två resultat:
i) hypotesen kan inte förklara data och behöver omformuleras, eller
ii) hypotesen kan beskriva träningsdatan och testas då mot oberoende valideringsdata
vilket gör att modellen sedan kan användas till exempel för att designa nya experiment där modellens förutsägelser kan testats ytterligare. På detta sätt blir vi del av de dagliga besluten i experimentmiljön där vi hjälper till att analysera data och planera nya experiment.
Vi har använt den här strategin för att karakterisera olika aspekter av de flesta stora organ i kroppen: fett- och muskelvävnad, lever, hjärna, bukspottkörtel, blod, etc. Just nu kopplar vi ihop organmodellerna för att kunna modellera hela kroppen. Dessa sammankopplade modeller kan individualiseras genom att passas till personlig data. Sådana individualiserade modeller kallas ibland för digitala tvillingar och kan användas till många olika syften. Vi har också utvecklat motsvarande modeller för andra komplexa experimentsystem, såsom organs-on-a-chip och råttmodeller. Dessa modeller sträcker sig från intracellulära processer till organ och till hela organismer, och från sekunder till år. Med andra ord, våra sammankopplade modeller kan beskrivas som M4 –modeller, på engelska “mechanistic, multi-level, multi-timescale, and multi-species".
Dessa digitala tvillingar, eller M4 –modeller, är användbara i flera olika sammanhang. De kan användas för att främja människors hälsa (“models for health”, eller “M4-health”), till exempel genom att utveckla produkter för eHälsa i vårt spinoff-företag SUND sound medical decisions. I det första steget testar vi om dessa digitala tvillingar kan förbättra hälsopedagogik och öka patientmotivation 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. Slutligen följer den med till specialistbehandlingen för att behandla till exempel 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.
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, etc.
Du kan läsa mer om våra projekt nedan och på vår blogg.
