Modeller for den menneskelige krop in silico og reality modeller

Senest opdateret d. 22/4-2009
Resultatkontrakt 2010-2012 under temaerne Produktionsteknologi

Indenfor sundhedsområdet, bl.a. indenfor lægemiddelindustrien, er der i disse år et stort behov for at udvikle og anvende avancerede computerbaserede modeller, som går under en fælles betegnelse in silico. In silico ses som én af forudsætningerne for dels at erstatte en betydelig del af de traditionelle dyreforsøg med computerbaserede modeller, dels at udvikle nye lægemidler hurtigere end det er muligt i dag, og dels for at kunne designe lægemidler i relation til specifikke og individuelle sygdomsforløb. På tilsvarende vis kan fysisk/fysiologiske modeller og simulatorer for dele af den menneskelige krop, for eksempel hjerte, hud, øre og øje, anvendes i forbindelse med udvikling og afprøvning af medicinsk udstyr, hjælpemidler eller undersøgelse af påvirkninger som støj, elektromagnetisk stråling og klimaforhold. Dermed åbnes for et langt bredere spektrum af innovation, da nye koncepter og produktidéer kan afprøves uden risici.

Med udgangspunkt i virksomhedernes behov foreslås følgende aktiviteter:

  • Videreudviklingen af en prototype af SIMkrop (en fuld skala dynamisk kropsmodel).
  • Udvikling af et nyt integreret præklinisk testlaboratorium (IPTL) til udvikling af lægemidler, der integrerer in silico simuleringsmodeller af cellulære, fysiologiske og farmakologiske (PKPD) processer med (kvantitative)-struktur-aktivitets relations ([Q ] SARs) modeller og in vitro screenings metoder. Det integrerende element i IPTL er den "virtuelle test organisme" forkortet VTO, som vil fokusere på numeriske simuleringer af farmakokinetik og dynamik i hele kroppen.
  • Med udgangspunkt i SIMkrop etableres en modelbeskrivelse af sygdomsmekanismer for udvalgte sygdomme hos mennesker, hvor det undersøges, i hvilket omfang det er muligt at simulere forskellige sygdomsforløb. Simulering af sygdomsforløb og specielt variationer i sygdomsforløb hos de enkelte patienter, er forudsætningen for på sigt vha. in silico metoder at kunne designe lægemidler til individuelle sygdomsforløb.
  • Der opbygges fysiske og/eller virtuelle modeller af menneskets legemsdele, interne organer, eller dele deraf. Det kan for eksempel være kunstig hud, kunstigt øre og kunstigt øje. Modellernes funktion undersøges ved hjælp af simulering og/eller udmåling af reaktioner på fysiske eller kemiske stimuli.

Ny viden opbygges løbende i forbindelse med udvikling af in silico metoder som opnås gennem kalibrering, verificering og validering af modeller. Dette danner grundlag for den fremtidige udvikling.

De små og mellemstore virksomheder har ikke adgang til de store aktørers nye alternative værktøjer herunder in silico teknologier fra fx internationale eksklusive netværk. Ved at forankre udviklingen indenfor GTS-nettet, vil små og mellemstore danske virksomheder få adgang til viden og værktøjer, der sætter dem i stand til at etablere en højere produktionseffektivitet af sikrere og billigere lægemidler, medicinsk udstyr etc. på kortere tid i forhold til, hvad der er muligt i dag.