Exempel på samhällsnytta: Banbrytande teknik som formar framtidens medicin
Vetenskapsrådet har genomfört en kvalitetsgranskning av preklinisk medicinsk forskning vid svenska universitet, med fokus på excellens och samhällsnytta. Här är några av Karolinska Institutets granskade fallbeskrivningar från åren 2018-2024 när det gäller utveckling av ny teknik inom forskningen – som förändrar hur vi diagnosticerar, behandlar och förstår sjukdomar på cellnivå.
Startade revolutionen med enkelcells-RNA-sekvensering
Rickard Sandberg, professor vid institutionen för cell- och molekylärbiologi, och Sten Linnarsson, professor vid institutionen för medicinsk biokemi och biofysik, har utvecklat innovativa tekniker och protokoll för att analysera transkriptom på enkelcellsnivå (single-cell). De har flyttat fram positionerna inom biologisk och biomedicinsk forskning genom att göra enkelcells-RNA-sekvensering allmänt tillgänglig. Detta tillvägagångssätt har möjliggjort systematisk identifiering av celltyper i vävnader hos människor och modellorganismer. Det har också blivit viktigt för att upptäcka sjukdomsspecifika cellförändringar, inklusive förändringar i tumörens mikromiljö.
Under covid-19-pandemin användes enkelcells-RNA-sekvensering för att identifiera celler som uttrycker virusreceptorer och för att spåra förändringar i immunförsvaret, exempelvis hyperaktiva makrofager och utmattade T-celler, vilket gav viktiga insikter om virusets påverkan på vävnader och spridningsmekanismer. Denna teknik kan användas för att avslöja mer exakta mekanismer som ligger till grund för hälsa och sjukdom och bana väg för banbrytande diagnostiska och terapeutiska strategier.
Publikationer i urval
AI-baserad precisionsdiagnostik för förbättrad cancerbehandling och sjukdomsprognos
Johan Hartman, professor vid institutionen för onkologi-patologi, och Mattias Rantalainen, forskare vid institutionen för medicinsk epidemiologi och biostatistik, har utvecklat Stratipath Breast – den första AI-baserade lösningen för riskbedömning av bröstcancer som uppfyller EU:s kvalitetskrav (CE-IVDD). Detta nya AI-verktyg erbjuder en mer exakt och kostnadseffektiv diagnostisk precision än traditionella molekylära tester. Stratipaths teknik för djupinlärning, som utvecklats genom samarbete mellan KI:s experter inom patologi respektive AI, analyserar digitaliserad cancervävnad och ger information i rätt tid för beslut om kemoterapi.
Detta molnbaserade diagnosverktyg, som redan är integrerat i sjukvården i flera svenska regioner, kräver ingen dyr utrustning och effektiviserar vården. Användningen av Stratipath bidrar till en mer jämlik och rättvis tillgång till precisionsonkologi samtidigt som verktyget sparar tid och resurser.
Publikationer i urval
PET-avbildning av dopamintransportörer för diagnos av Parkinsons sjukdom
Professor Andrea Varrone och hans kollegor vid Karolinska Institutet har utvecklat en banbrytande positronemissionstomografi (PET) kallad Fluorodat för att upptäcka Parkinsons sjukdom och övervaka dess utveckling mer i detalj. Fluorodat förbättrar markant äldre avbildningstekniker genom att erbjuda tydligare visualisering av dopamintransportproteiner (DAT) utan störningar från vanligt förekommande mediciner, så som antidepressiva läkemedel.
Sedan den kliniska implementeringen 2021 har Fluorodat ersatt äldre SPECT-baserade avbildningsmetoder på ett antal europeiska sjukhus, där den bidragit med snabbare diagnoser och en allmän effektivisering av verksamheten. Som ett resultat kan kliniker nu följa progressionen vid Parkinsons sjukdom på ett bättre sätt och ge patienterna snabbare och mer exakt vård, samtidigt som sjukvårdskostnaderna minskar.
Publikationer i urval
CETSA-teknik för att mäta hur läkemedel och proteiner interagerar
Cellular Thermal Shift Assay (CETSA), utvecklat av KI-professorn Pär Nordlund och hans kollegor, har som den första brett tillämpbara metoden för att mäta direkta interaktioner mellan ett läkemedel och dess målprotein i intakta celler haft stor betydelse globalt när det gäller tidig läkemedelsutveckling. Metoden löser en kritisk utmaning inom läkemedelsutvecklingen, nämligen att säkerställa att ett läkemedel träffar sitt förväntade målprotein i ett fysiologiskt sammanhang, samt att optimera bindningen till detta mål. Metoden gör det också möjligt att identifiera ”off-targets” och andra cellulära effekter som bidrar till ett läkemedels verkningsmekanism och toxicitet. Metoden används nu i stor utsträckning inom läkemedelsindustrin i olika skeden av läkemedelsutvecklingen.
Publikationer i urval
Kartläggning av cellulära interaktioner i vävnader
Professor Jonas Friséns grupp vid institutionen för cell- och molekylärbiologi vid Karolinska Institutet har spelat en avgörande roll i utvecklingen av den banbrytande tekniken spatial transkriptomik. Denna metod kartlägger det rumsliga uttrycket av alla gener i en vävnad och förbättrar markant vår förmåga att studera cellulära interaktioner i hälsa och sjukdom.
Forskarna grundade Spatial Transcriptomics AB, som 2018 köptes upp av företaget 10x Genomics. Detta bidrog till spridningen av tekniken globalt under namnet Visium Spatial Gene Expression. Spatial transkriptomik påskyndar den biomedicinska forskningen och bidrar till framsteg inom individanpassad medicin, vilket påverkar både vetenskap och ekonomi.