Digitala tvillingar - en datamodell som utvecklats för att ersätta djurförsök

Din digitala tvilling ser ut som du, har en kropp som liknar din och ett likadant ansikte, men den finns i en dator. Och tvillingen är inte bara lik dig på utsidan. Den ser ut som du inuti också. Den har din genetik och blodflödet ser ut som ditt.

Digitala tvillingar av människor är ett exempel på en datamodell som utvecklats för att kunna användas i stället för djurförsök.

Vetenskapsrådet finansierar nu (2024) ett projekt som leds av Gunnar Cedersund, docent på IMT, Institutionen för medicinsk teknik, på Linköpings universitet. Projektet handlar om att kombinera digitala tvillingar med en annan djurfri metod som kallas organ-on-a-chip.

Bakgrunden är den här:

Människor som äter för mycket och rör sig för lite riskerar att öka i vikt och drabbas av en rad olika sjukdomar som till exempel diabetes och hjärtinfarkter. De här sjukdomarna kallas på medicinskt språk för kardiometabola, och kardiometabol sjukdom är den vanligaste dödsorsaken i världen.

Människor och djur svarar olika

När forskare vill studera hur sjukdomarna utvecklas sker det ofta med hjälp av djurförsök, framför allt används försök på möss. Men sjukdomsförloppen ser inte likadana ut hos möss och människor. Människor och djur svarar olika på förändringar i kosten, och övervikt leder också till olika typer av förändringar inne i de enskilda cellerna hos djur respektive människor. Därför letar forskarna hela tiden efter alternativ till djurförsök som också ger mer tillförlitliga vetenskapliga resultat.

Gunnar Cedersund menar att digitala tvillingar är en mycket lovande alternativ metod. En annan lovande metod är den som nämndes i inledningen av texten, organ-on-a-chip.

När man arbetar med organ-on-a-chip tar man celler från människor och odlar dem på små chip. Man kan på det här viset skapa exempelvis en minilever som liknar din lever. Eller ett miniorgan utifrån något annat organ i din kropp. Olika miniorgan kan dessutom kopplas ihop och då skapas ”multiorganchip”.

En kombination av två metoder

I projektet som Vetenskapsrådet finansierar kombineras de två alternativa försöksmetoderna.

– Det går att skapa digitala tvillingar även av miniorganen, vilket gör att man kan simulera utvecklingen av det som sker i miniorganet i datorn. Man kan därefter ”skala upp” försöket och dra slutsatser om vad som kan hända i en hel människokropp om man gör på det ena eller andra sättet, förklarar Gunnar Cedersund.

Vad är det för information som stoppas in i de datamodeller som används i Linköping?

– Det är information om kroppen rent allmänt, sådant vi vet sedan länge, men även kunskap från nyare vetenskapliga artiklar. Allt kombineras med den kunskap som är specifik för enskilda människor. Vad som står i journaler, till exempel. De personer som i vårt projekt får digitala tvillingar ska dessutom skriva dagböcker online och bära aktivitetsklockor som skickar information om puls, blodsockernivå, andning och annat som gör att tvillingen kan uppdateras och anpassas till en specifik person.

Men en del av den kunskap som matas in kommer väl från studier där man använt djurförsök?

– Ja, men vi är alltid försiktiga med sådan kunskap eftersom den kanske inte kan appliceras på människor. Om den inte stöds av mänsklig data använder vi den inte.

”Det här är framtiden”

Gunnar Cedersund säger att kombinationen digitala tvillingar och organ-on-a-chip öppnar oanade möjligheter.

– Det här är framtiden. Det är metoder som öppnar för allt möjligt, inte bara klassisk sjukvård. De kan även användas i förebyggande hälsoarbete. Och det är metoder som är snabbare, mindre resurskrävande och mer etiska än djurförsök.

Nej, han tror inte att alla djurförsök kan ersättas av alternativa metoder på en gång, och kanske finns det djurförsök som aldrig någonsin kan ersättas.

– Djurförsök eller inte, det är en laddad fråga. Ja tycker att det är viktigt med en nyanserad bild. Att polarisera skapar bara onödiga motsättningar.

Bildtexter (förslag):

En digital tvilling av dig ser ut som du, inuti och utanpå, men den finns i datorn. I det projekt som Vetenskapsrådet finansierar skapas nu 200 digitala tvillingar till lika många verkliga personer. När projektet är slut kommer var och en att få ta med sig sin digitala tvilling hem. Hen kan vara till hjälp för att äta rätt och motionera, bland annat.

Om jag äter 400 kalorier och aldrig motionerar, hur mår jag då om 40 år? Mata in informationen i datamodellen och du får ett svar. På skärmen kan du till och med få en bild av hur du kommer att se ut.

– Vi behöver en infrastruktur för alternativa försöksmodeller som motsvara den infrastruktur som finns när det gäller djurförsök, säger Gunnar Cedersund, docent på IMT, institutionen för medicinsk teknik, i Linköping.