Gunnar Cedersund är ensam i hela världen om den forskning han bedriver. Universitetslektorn/docenten på Linköpings universitet tar fram digitala tvillingar för alla stora organ i hela människokroppen. Dessa ger möjlighet att simulera hur olika läkemedel, dieter och motion fungerar för en viss individ.
Gunnar Cedersund har arbetat i över 20 år med att utveckla matematiska modeller för hur våra kroppar fungerar.
-När modellerna blir personspecificerade kallar man dem för digitala tvillingar, förklarar han.
Gunnar har en så kallad M.Sc. i teoretisk fysik och doktorerade på modellering av biologiska system vid ISY, Linköpings Universitet, och S2, Chalmers.
Efter det startade han 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.
Däribland professorn Tino Ebbers – som utvecklar specialiserade digitala tvillingar för hjärtat och blodflödet kring hjärtat med avancerade experiment.
Det unika med Gunnar är att han utvecklar digitala tvillingar för hela kroppen – det handlar om de flesta stora organen: fett- och muskelvävnad, lever, hjärna, bukspottkörtel, blod med mera. Samt inte minst deras samspel med varandra.
-Det finns ingen annan i världen som jobbar med detta på samma sätt som i vår grupp, vilket givetvis känns jättecoolt och roligt. Detta är ett otroligt spännande och intressant område.
Just nu kopplar de ihop organmodellerna för att kunna modellera hela kroppen. Dessa sammankopplade modeller kan individualiseras genom att anpassas till personliga data.
-Våra sammankopplade modeller kan beskrivas som M4 –modeller, på engelska “mechanistic, multi-level, multi-timescale, and multi-species”. Dessa digitala tvillingar som beskriver celler, organ och hela kroppen är användbara för framför allt eHälsa, läkemedelsutveckling, grundforskning, ersättning av försöksdjur och konstnärliga uttryck.
De kan användas för att främja människors hälsa (“models for health”, eller “M4-health”), till exempel genom att utveckla eHälsa-produkter i spin-off-företaget SUND sound medical decisions.
-Sund är ju dels andra halvan av mitt efternamn – samtidigt som det betyder ”frisk”. Namnet är valt för att vi människor ska kunna fatta sunda beslut och leva på ett sunt sätt.
I det första steget testas om de digitala tvillingarna kan förbättra hälsopedagogik och öka patientmotivation för att följa behandlingar och vidta förebyggande åtgärder.
-Efter att ha sammankopplat modellerna med personliga data – allt från ålder, kön, vikt, blodtryck, puls och kolesterolnivå till andra olika värden – kan vi ta reda på hur kroppen skulle se ut i framtiden om man exempelvis ändrar diet eller börjar träna mer.
Han fortsätter:
-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 exempelvis typ 2-diabetes eller komplikationer i lever och hjärta.
Förutom dessa tillämpningar samarbetar de 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.
Något som betyder mycket för forskningen är dels alla finansiärer – som bland annat Vetenskapsrådet, EU och Vinnova – samt CMIV (Centrum för medicinsk bildvetenskap och visualisering) i Linköping.
-CMIV är ett enormt viktigt centrum som samarbetar med Region Östergötland, Universitetssjukhuset och Linköpings universitet. Där bedrivs en tvärvetenskaplig forskning inom gränsområdet medicin/biologi och teknik, något som betytt mycket för stora Linköpingsföretag som Sectra och Amra.
Gunnar och hans grupps arbete har belönats med ett pris och stipendium i kategorin Nytänkande av stiftelsen Forska Utan Djurförsök.
-Mitt mål i framtiden är att alla människor ska ha en digital tvilling, där alla kallas till hälsosamtal på vårdcentralen när de fyller 40, 50, 60, 70 och så vidare – och man följer upp med att fylla i alla värden. Detta i förebyggande syfte för att upptäcka och hindra sjukdomar. Alla får där också en koll på sin hälsa och tips om hur de kan röra sig åt rätt håll med sin hälsa, berättar Gunnar Cedersund.
Fakta digitala tvillingar
- En digital tvilling är en kopia i datormiljö av något som finns i verkligheten. Det kan vara en maskin eller ett fordon – men också ett hus, en tunnel, en bro eller en hel stad.
- Det verkliga objektet rapporterar sin aktuella status till den digitala tvillingen, exempelvis med hjälp av sensorer – vilket underlättar både drift och underhållsplanering.
- Med tvillingen kan man dessutom testa och simulera olika händelser för att se hur det verkliga objektet kommer att påverkas. Att arbeta med en digital tvilling är ett kostnadseffektivt sätt att förvalta sina tillgångar och är dessutom bra för miljön.
- Gunnar Cedersund, universitetslektor på Linköpings universitet, utvecklar digitala tvillingar för människor. Dessa tvillingar är användbara för eHälsa, läkemedelsutveckling, grundforskning, ersättning av försöksdjur och konstnärliga uttryck.
Text: Mirjam Lindahl
Foto och fotomontage/Illustration: Björn Lisinski
