Photo Credit: Courtesy of Tel Aviv University
Nederlands + English
Een nieuwe technologie ontwikkeld door de universiteit van Tel Aviv maakt het mogelijk om kankergezwellen gericht te vernietigen, via een combinatie van ultrageluid en de injectie van nanobellen in de bloedbaan. Volgens het onderzoeksteam maakt deze nieuwste technologie, in tegenstelling tot invasieve behandelingsmethoden of de injectie van microbelletjes in de tumor zelf, de vernietiging van de tumor op een niet-invasieve manier mogelijk.
De studie werd uitgevoerd onder leiding van doctoraatsstudent Mike Bismuth uit het lab van Dr. Tali Ilovitsh van het departement Biomedische Technologie van de Universiteit van Tel Aviv, in samenwerking met Dr. Dov Hershkovitz van het departement Pathologie. Prof. Agata Exner van de Case Western Reserve University in Cleveland nam ook deel aan de studie. De studie werd gepubliceerd in het tijdschrift Nanoscale (Low frequency nanobubble-enhanced ultrasound mechanotherapy for noninvasive cancer surgery).
Dr. Tali Ilovitsh: “Onze nieuwe technologie maakt het mogelijk om op een relatief eenvoudige manier nanobellen in de bloedbaan te injecteren, die vervolgens samenkomen in het gebied van de kankertumor. Daarna laten we met behulp van een laagfrequent ultrageluid de nanobellen exploderen, en daarmee de tumor.”
De onderzoekers leggen uit dat tegenwoordig de gangbare methode voor de behandeling van kanker de chirurgische verwijdering van de tumor is, in combinatie met aanvullende behandelingen zoals chemotherapie en immunotherapie. Therapeutisch ultrageluid om de kankertumor te vernietigen is een niet-invasief alternatief voor chirurgie.
Deze methode heeft zowel voor- als nadelen. Enerzijds maakt zij een gelokaliseerde en gerichte behandeling mogelijk; het gebruik van ultrageluid met hoge intensiteit kan thermische of mechanische effecten produceren door krachtige akoestische energie te leveren aan een brandpunt met hoge ruimtelijke-temporele precisie. Deze methode is gebruikt om vaste tumoren diep in het lichaam doeltreffend te behandelen. Bovendien kunnen hiermee patiënten worden behandeld die niet geschikt zijn voor een tumorresectieoperatie. Het nadeel is echter dat de hitte en de hoge intensiteit van de ultrageluidsgolven de weefsels in de buurt van de tumor kunnen beschadigen.
In de huidige studie probeerden Dr. Ilovitsh en haar team dit probleem op te lossen. In het experiment, waarbij een diermodel werd gebruikt, konden de onderzoekers de tumor vernietigen door nanobellen in de bloedbaan te injecteren (in tegenstelling tot wat tot nu toe werd gedaan, namelijk de lokale injectie van microbelletjes in de tumor zelf), in combinatie met ultrasone golven met een lage frequentie, met minimale off-target effecten.
Dr. Ilovitsh: “De combinatie van nanobellen en laagfrequente ultrasone golven zorgt voor een meer specifieke gerichtheid op het gebied van de tumor, en vermindert off-target toxiciteit. Het toepassen van de lage frequentie op de nanobellen veroorzaakt hun extreme zwelling en explosie, zelfs bij lage druk. Dit maakt het mogelijk de mechanische vernietiging van de tumoren uit te voeren bij lage druk. Onze methode heeft de voordelen van ultrageluid, in die zin dat zij veilig, kosteneffectief en klinisch beschikbaar is, en bovendien vergemakkelijkt het gebruik van nanobellen het richten van tumoren, omdat zij met behulp van ultrageluidsbeeldvorming kunnen worden waargenomen.”
Dr. Ilovitsh voegt eraan toe dat het gebruik van laagfrequent ultrageluid ook de penetratiediepte vergroot, vervorming en verzwakking minimaliseert en het brandpunt vergroot. “Dit kan helpen bij de behandeling van tumoren die zich diep in het lichaam bevinden, en bovendien de behandeling van grotere tumorvolumes vergemakkelijken. Het experiment werd uitgevoerd in een muismodel voor borstkankertumoren, maar waarschijnlijk zal de behandeling ook effectief zijn bij andere soorten tumoren, en in de toekomst ook bij mensen.”
Keren Primor Cohen, CEO van Ramot, verklaarde: “Ramot – Tel Aviv University Tech Transfer Company, heeft verschillende patenten aangevraagd om deze technologie en de toepassing ervan te beschermen. Wij geloven in het commerciële potentieel van deze baanbrekende technologie in de behandeling van kanker, en wij zijn in contact met verschillende toonaangevende bedrijven in Israël en in het buitenland om deze te promoten.”
ENGLISH
A new technology developed at Tel Aviv University makes it possible to destroy cancerous tumors in a targeted manner, via a combination of ultrasound and the injection of nanobubbles into the bloodstream. According to the research team, unlike invasive treatment methods or the injection of microbubbles into the tumor itself, this latest technology enables the destruction of the tumor in a non-invasive manner.
By: JewishPress – David Israel
The study was conducted under the leadership of doctoral student Mike Bismuth from the lab of Dr. Tali Ilovitsh at Tel Aviv University’s Department of Biomedical Engineering, in collaboration with Dr. Dov Hershkovitz of the Department of Pathology. Prof. Agata Exner from Case Western Reserve University in Cleveland also participated in the study. The study was published in the journal Nanoscale (Low frequency nanobubble-enhanced ultrasound mechanotherapy for noninvasive cancer surgery).
Dr. Tali Ilovitsh: “Our new technology makes it possible, in a relatively simple way, to inject nanobubbles into the bloodstream, which then congregate in the area of the cancerous tumor. After that, using a low-frequency ultrasound, we explode the nanobubbles, and thereby the tumor.”
The researchers explain that today, the prevalent method of cancer treatment is the surgical removal of the tumor, in combination with complementary treatments such as chemotherapy and immunotherapy. Therapeutic ultrasound to destroy the cancerous tumor is a non-invasive alternative to surgery.
This method has both advantages and disadvantages. On the one hand, it allows for localized and focused treatment; the use of high-intensity ultrasound can produce thermal or mechanical effects by delivering powerful acoustic energy to a focal point with high spatial-temporal precision. This method has been used to effectively treat solid tumors deep within the body. Moreover, it makes it possible to treat patients who are unfit for tumor resection surgery. The disadvantage, however, is that the heat and high intensity of the ultrasound waves may damage the tissues near the tumor.
In the current study, Dr. Ilovitsh and her team sought to overcome this problem. In the experiment, which used an animal model, the researchers were able to destroy the tumor by injecting nanobubbles into the bloodstream (as opposed to what has been done until now, which is the local injection of microbubbles into the tumor itself), in combination with low-frequency ultrasound waves, with minimal off-target effects.
Dr. Ilovitsh: “The combination of nanobubbles and low-frequency ultrasound waves provides a more specific targeting of the area of the tumor, and reduces off-target toxicity. Applying the low frequency to the nanobubbles causes their extreme swelling and explosion, even at low pressures. This makes it possible to perform the mechanical destruction of the tumors at low-pressure thresholds. Our method has the advantages of ultrasound, in that it is safe, cost-effective, and clinically available, and in addition, the use of nanobubbles facilitates the targeting of tumors because they can be observed with the help of ultrasound imaging.”
Dr. Ilovitsh adds that the use of low-frequency ultrasound also increases the depth of penetration, minimizes distortion and attenuation, and enlarges the focal point. “This can help in the treatment of tumors that are located deep within the body, and in addition facilitate the treatment of larger tumor volumes. The experiment was conducted in a breast cancer tumor mouse model, but, likely, the treatment will also be effective with other types of tumors, and in the future, also in humans.”
Keren Primor Cohen, CEO of Ramot stated: “Ramot – Tel Aviv University Tech Transfer Company, applied for several patents to protect this technology and its application. We believe in the commercial potential of this breakthrough technology in cancer treatment, and we are in contact with several leading companies in Israel and abroad to promote it.”
