Digitala tvillingar ger hälsosvar

Text: Anders Nilsson, först publicerad i Medicinsk Vetenskap nr 3 2025.

Ett problem i sjukvården är att det ofta inte går att förutsäga om en viss patient bör behandlas med läkemedel A, B eller C. Enda sättet att komma till klarhet är att testa alternativen, ett i taget, tills något visar god effekt. Ibland är alternativen många och sökandet efter en behandling som biter kan därför ta lång tid och medföra såväl stora kostnader som stort lidande och sämre hälsa. I värsta fall leder väntan på effektiv behandling till att patientens liv inte längre går att rädda.

Tänk om utprovningen av patientens behandling i stället kunde simuleras i dator? Det är tanken bakom de digitala tvillingar som Mikael Bensons forskargrupp vid institutionen för klinisk vetenskap, intervention och teknik, Karolinska Institutet utvecklar. Digitala tvillingar kan beskrivas som virtuella försökspersoner, gjorda för att efterlikna den enskilda patienten. Om den digitala tvillingen blir bra av en viss behandling i datorn så bör den verkliga patienten bli bra av samma behandling – det är tanken.

I datorn behöver inte behandlingar utvärderas en i taget utan kan testas parallellt av tusen klonade digitala tvillingar. På så sätt får vården direkt besked om vad som mest sannolikt kan hjälpa just den här patienten.

– De flesta sjukdomar är väldigt komplicerade, därför får samma behandling olika effekt på olika personer. Den mest banala hösnuva beror på tusentals gener som ändrar aktivitet i miljarder celler. Dessa förändringar skiljer sig mellan olika patienter med samma diagnos och då blir också behandlingsresultaten olika, förklarar Mikael Benson.

En grov uppskattning är att hälften av alla ordinerade behandlingar inte är effektiva, berättar han.

Fokus på behandling av cancer

De digitala tvillingar som hans grupp har utvecklat har de senaste åren testats på möss med ledgångsreumatism och patienter med Crohns sjukdom. I båda fallen har resultaten från datorsimuleringarna visat sig stämma bra med utfallet i verkligheten. Nyligen publicerade forskarna även en studie i den vetenskapliga tidskriften Cancer Research där metoderna utvecklats för tidig diagnos av prostatacancer.

Nu förbereder Mikael Benson en studie som ska undersöka hur digitala tvillingar kan hjälpa till att förhindra cancer hos patienter med tarmsjukdomen ulcerös kolit.

– Svåra sjukdomar med kostsamma behandlingar, som cancer och inflammatorisk tarmsjukdom, kan bli ett viktigt användningsområde i reguljär vård. Vårt huvudfokus i forskningen framöver är tidig diagnos och behandling av cancer, säger han.

För att medicinska simuleringar med digitala tvillingar ska fungera krävs stora mängder data om patientens biologi. Tvillingmodellen matas med information om exakt vilken aktivitet som pågår i patientens sjuka och friska celler samt om patientens genetik, symtombild och resultat från kliniska rutinundersökningar som röntgen. Tusentals celler från patienten undersöks en i taget med så kallad enkelcellanalys för att ge tillräcklig detaljrikedom.

Därefter analyseras insamlade data. Med maskininlärning identifieras mönster som är karaktäristiska för hur sjukdomen uttrycks hos just den här patienten.

För att sedan kunna gå vidare och testa virtuella behandlingar på de digitala tvillingarna krävs dessutom information om hur olika läkemedel verkar på molekylnivå. Sådan finns för många läkemedelssubstanser, men långt ifrån alla.

Digitala tvillingar är en del av en större trend där datorsimuleringar de senaste decennierna blivit ett viktigt verktyg inom många områden, inte minst olika typer av utvecklingsarbete (se faktaruta).

Viktigt att inte okritiskt anamma

I sjukvården kan digitala tvillingar utformas på olika sätt för olika ändamål. Medan Mikael Bensons tvillingar är en matematisk modell utvecklar andra forskare digitala tvillingar som också har ett synligt yttre som påminner om patienten. Sådana skulle kunna användas som diskussionsunderlag av läkare och patient. Olika alternativ blir tydliga och konkreta när man till exempel kan se hur ens digitala tvilling på skärmen går ner några kilon.

Men det är samtidigt viktigt att vården inte okritiskt anammar digitala tvillingar utan reflekterar över användningen, påpekar Mikael Benson. Den ökade kunskapen som de kan föra med sig är inte enbart positiv, utan kan också leda till stress.

– Frågor om livsstilsfaktorer som rökning och motion kommer att dyka upp när läkare och patient tittar på olika behandlingsmöjligheter. Vikten av olika val som patienten gör blir tydlig. Det kan leda till psykologisk press och även skuldkänslor. Det behöver vi vara observanta på.

Men mest ser han ändå möjligheter.

Vad tror du om utvecklingen för digitala tvillingar på lång sikt?

– Att alla som vill och är intresserade får en egen digital tvilling i unga år som följer dem genom livet, säger Mikael Benson.

Mer information om forskningen om digitala tvillingar finns på sdtc.se