Martin Bergö: ”Vi är skyldiga mänskligheten att använda den här tekniken”

– Den ser ut som den ultraljudsapparat man använder på en gravid kvinnas mage. Ett av användningsområdena förväntas bli att i realtid kunna lokalisera var i hjärnan det igentäppta kärlet finns. Målet är också att direkt kunna se om man, när man har gått in i kärlet med ett instrument, verkligen lyckats ta bort hela det blockerande placket så att hjärnan är syresatt, säger hon.  

Annan kvantsensorforskning använder ögat som ett slags minilaboratorium, där man genom att utnyttja hornhinnan som ett naturligt kroppsfönster kan titta in med ett ”kvantmikroskop”. 

Insulintillverkande celler i ögat

Vid diabetes pågår translationella försök med att sätta in insulintillverkande celler i den främre ögonkammaren. Detta är möjligt då immunsystemet i ögat är mindre aggressivt och tillåter främmande celler. Forskningen har två syften: att experimentellt kunna studera cellernas funktion och överlevnad, men också att bota patienter med sjukdomen. 

– Med kvantmikroskopet förväntas forskarna få en helt annan känslighet i observationerna. Det har också stor betydelse för de kliniska studier som ska göras för att utvärdera hur väl transplantationerna har lyckats, säger hon. 

På fem års sikt tror Martin Bergö och Ebba Carbonnier att det kommer att finnas klinisk validering i form av studier inom både OPM-MEG-avbildning, strokediagnostik och kvantmikroskopi. Noggrann utvärdering är ett grundläggande redskap vid forskning och utveckling inom medicinsk vetenskap, för att säkerställa att nya metoder är säkra och effektiva.

Bättre förståelse för alzheimers

Utvecklingen av kvantdatorer har inte kommit lika långt som i fallet med kvantsensorer, men deras speciella beräkningsförmåga kan framåt bli viktig, exempelvis för att studera proteinveckning. 

Vid neurodegenerativa sjukdomar som Parkinson eller Alzheimers sjukdom veckar sig protein fel och när dessa ansamlas dödar de nervceller i hjärnan. I cellernas proteinfabriker byggs långa strängar av aminosyror ihop och utifrån aminosyrornas olika egenskaper veckar strängen ihop sig i just den tredimensionella form som bildar ett fungerande protein. Små felslag i arvsmassan, mutationer, kan öka risken att proteinet veckar sig fel. 

– Med mer kraftfull beräkningsförmåga förväntar vi oss att förstå mer exakt hur denna felaktiga veckning går till inuti levande celler. Då skulle vi bättre kunna både förutse vad som händer vid olika mutationer och kanske till och med kunna förebygga det, säger Ebba Carbonnier.  

Kvantdatorer kan även komma att bidra inom cancervården. Vid strålbehandling är det många parametrar att ta hänsyn till, som tumörens form, storlek och strålkänslighet, samt den omgivande vävnadens egenskaper. 

Cancerbehandling med mindre biverkningar

Om man med hänsyn till alla dessa parametrar kan optimera strålningens intensitet och från vilka vinklar den riktas mot tumören kan det ge både effektivare behandling och mindre biverkningar. 

Martin Bergö nämner design av kliniska studier som ytterligare ett målområde. 

– När man ska testa ett nytt läkemedel vill man ha så tydliga resultat som det bara går, samtidigt som så få patienter som möjligt ska få den verkningslösa placebobehandlingen. Här kan optimering ge bättre studier, säger han. 

För att ta fram nya och effektivare läkemedel kan kvantsimulering förutspå vilka måltavlor som olika slags molekyler skulle kunna binda till under olika förutsättningar.

Säkerhet i samarbete med E-hälsomyndigheten

Datasäkerhet är ett annat område som Ebba Carbonnier lyfter. 

– Nya kvantdatorer kommer att kunna knäcka den kryptering vi använder i dag, så vi behöver utveckla bättre datasäkerhet för att skydda olika slags data, säger hon. 

Hon beskriver att länder som inte är vänligt sinnade redan nu kan ägna sig åt det hon kallar ”harvest now and decrypt later”, alltså att man samlar in data som i dagsläget inte går att dekryptera, men som kan bli tillgängliga när mer kraftfulla kvantdatorer finns på plats.

– Här samarbetar vi med E-hälsomyndigheten, Myndigheten för samhällsskydd och beredskap samt med Försvarets radioanstalt för att säkerställa att vi informerar om att alla system som innehåller skyddsvärd hälsodata behöver uppgraderas med kvantsäker kryptering, säger Ebba Carbonnier. 

Möjligen kan också framtida kvantkommunikation bidra till säker delning av hälsodata. Tekniken fungerar ungefär som ett brev som förstör sig självt om någon försöker öppna det – det gör det möjligt att direkt upptäcka varje försök till avlyssning.

Forskning som kräver resurser

Men det finns utmaningar. Vissa är tekniska, som att kvantdatorer är känsliga för störningar och därför kräver en extremt stabil och nedkyld miljö för att fungera. Brus och hårdvarubegränsningar gör också att de fortfarande ”räknar fel”, vilket gör felkorrigering till en central forskningsfråga. 

Andra utmaningar är mänskliga och handlar om hur tekniken ska användas, utvecklas och integreras i samhället.

Ebba Carbonnier konstaterar också att ”tvärvetenskap tar tid” och förtydligar: 

– Det är tidskrävande för fysiker och läkare att komma underfund med varandras fält. Men det krävs för att förstå de minsta beståndsdelarna i våra molekylära och biologiska processer och för att kunna komma fram till gemensamma, fungerande kvantapplikations-lösningar.  

 Martin Bergö pekar på vikten av den samverkan som sker inom Swedish Quantum Life Science Centre. 

– Nationellt samarbete är en förutsättning i Sverige, eftersom forskning om kvantteknologi kräver så mycket resurser, säger han. 

Fyra nordiska länder i samverkan

 Samverkan sker även internationellt, mellan de nordiska länderna, där Karolinska Institutet i september är värd för Nordic Quantum Life Science Round Table. 

– Att fyra länder har samarbetat kring kvantteknologier inom hälsa och life science i fem år är unikt och det finns ingen motsvarighet i världen, vad vi känner till. Vi behöver lära oss av varandra och dela våra erfarenheter, säger Ebba Carbonnier.

 Slutmålet är att framtida patienter ska få bättre vård. 

– Det handlar om snabbare och mer exakta diagnoser som ger bättre riktad behandling, vi strävar efter mer precision och individuellt skräddarsydd hälso- och sjukvård. Det kan komma att bli så att patienter kommer att kräva sjukhus som har dessa metoder på plats, säger hon.

 Martin Bergö betonar Karolinska Institutets roll. 

 – Vi måste ligga långt fram i utvecklingen, eftersom bara stora lärosäten kan göra avtryck. Men när tekniken väl har satt sig kommer framstegen att komma alla patienter till del, säger han och avslutar:

– Vi är skyldiga mänskligheten att börja använda den här tekniken inom life science på ett ansvarsfullt sätt, säger han.

Text: Lotta Fredholm