Eine neue, an der Universität Tel Aviv entwickelte Technologie ermöglicht es, durch eine Kombination aus Ultraschall und der Injektion von Nanobläschen in die Blutbahn Krebstumore gezielt zu zerstören. Im Gegensatz zu invasiven Behandlungsmethoden oder der Injektion von Mikrobläschen in den Tumor selbst ermöglicht diese neueste Technologie laut dem Forschungsteam die Zerstörung des Tumors auf nicht-invasive Weise.
Die Studie wurde unter der Leitung des Doktoranden Mike Bismuth vom Labor von Dr. Tali Ilovitsh am Department of Biomedical Engineering der Universität Tel Aviv in Zusammenarbeit mit Dr. Dov Hershkovitz vom Department of Pathology durchgeführt. An der Studie war auch Prof. Agata Exner von der Case Western Reserve University in Cleveland beteiligt. Die Studie wurde in der Zeitschrift veröffentlicht Nanomaßstab.
Dr. Tali Ilovitsh sagt, dass ihre „neue Technologie es ermöglicht, auf relativ einfache Weise Nanobläschen in die Blutbahn zu injizieren, die sich dann im Bereich des Krebstumors ansammeln. Danach explodieren wir mit einem niederfrequenten Ultraschall.“ die Nanobläschen und damit den Tumor.“
Die Forscher erklären, dass die heute vorherrschende Methode der Krebsbehandlung die chirurgische Entfernung des Tumors in Kombination mit komplementären Behandlungen wie Chemotherapie und Immuntherapie ist. Therapeutischer Ultraschall zur Zerstörung des Krebstumors ist eine nicht-invasive Alternative zur Operation.
Diese Methode hat sowohl Vor- als auch Nachteile. Einerseits ermöglicht es eine lokalisierte und fokussierte Behandlung; Die Verwendung von hochintensivem Ultraschall kann thermische oder mechanische Effekte erzeugen, indem starke akustische Energie mit hoher räumlich-zeitlicher Präzision an einen Brennpunkt geliefert wird. Diese Methode wurde verwendet, um solide Tumore tief im Körper effektiv zu behandeln. Darüber hinaus ermöglicht es die Behandlung von Patienten, die für eine Tumorresektion nicht geeignet sind. Der Nachteil ist jedoch, dass die Hitze und die hohe Intensität der Ultraschallwellen das Gewebe in der Nähe des Tumors schädigen können.
In der aktuellen Studie versuchten Dr. Ilovitsh und ihr Team, dieses Problem zu lösen. In dem Experiment, das ein Tiermodell verwendete, konnten die Forscher den Tumor zerstören, indem sie Nanobläschen in die Blutbahn injizierten (im Gegensatz zur bisherigen lokalen Injektion von Mikrobläschen in den Tumor selbst), in Kombination mit niederfrequente Ultraschallwellen mit minimalen Off-Target-Effekten.
Dr. Ilovitsh sagt: „Die Kombination von Nanobläschen und Niederfrequenz-Ultraschallwellen ermöglicht eine spezifischere Ausrichtung auf den Bereich des Tumors und reduziert die Off-Target-Toxizität niedrige Drücke.Dadurch ist es möglich, die mechanische Zerstörung der Tumore bei niedrigen Druckschwellen durchzuführen.Unsere Methode hat die Vorteile des Ultraschalls, dass es sicher, kostengünstigund klinisch verfügbar ist, und zusätzlich die Verwendung von Nanobläschen erleichtern das Targeting von Tumoren, da sie mit Hilfe von Ultraschallbildgebung beobachtet werden können.“
Dr. Ilovitsh fügt hinzu, dass die Verwendung von niederfrequentem Ultraschall auch die Eindringtiefe erhöht, Verzerrungen und Dämpfung minimiert und den Brennpunkt vergrößert. „Dies kann bei der Behandlung von Tumoren helfen, die sich tief im Körper befinden, und zusätzlich die Behandlung größerer Tumorvolumina erleichtern.“ Das Experiment wurde in einem Brustkrebs-Tumor-Mausmodell durchgeführt, aber es ist wahrscheinlich, dass die Behandlung auch so sein wird wirksam bei anderen Tumorarten und in Zukunft auch beim Menschen.“
Keren Primor Cohen, CEO von Ramot, fügt hinzu: „Ramot – Tel Aviv University Tech Transfer Company, hat mehrere Patente angemeldet, um diese Technologie und ihre Anwendung zu schützen. Wir glauben an das kommerzielle Potenzial dieser bahnbrechenden Technologie in der Krebsbehandlung, und wir sind dabei Kontakt mit mehreren führenden Unternehmen in Israel und im Ausland, um es zu fördern.“
Mehr Informationen:
Mike Bismuth et al., Niederfrequenz-Nanobläschen-verstärkte Ultraschall-Mechanotherapie für die nichtinvasive Krebschirurgie, Nanomaßstab (2022). DOI: 10.1039/D2NR01367C