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El investigador de la tecnología de Virginia gana la recompensa de NIH para estudiar los tratamientos posibles para el cáncer de pecho metastático

Eli Vlaisavljevich, profesor adjunto de la ingeniería biomédica y mecánicos en la tecnología de Virginia, recibió una recompensa del pionero del instituto nacional de la proyección de imagen biomédica y de la bioingeniería de los institutos de la salud nacionales para investigar los tratamientos posibles para el cáncer de pecho metastático.

El objetivo del proyecto es desarrollar un método nuevo, no invasor que combine nanoparticles con ultrasonido para apuntar y para matar selectivamente a las células cacerígenas en el tejido del pecho. Vlaisavljevich está llevando la investigación, en colaboración con Jenny Munson, profesor adjunto de la ingeniería biomédica y mecánicos en la universidad de la ingeniería y el instituto de investigación biomédico de Fralin, e Irving Allen tímido, profesor adjunto de ciencias biomédicas y del pathobiology en la universidad de Virginia-Maryland de la veterinaría.

Según los centros para el control y prevención de enfermedades, 650.000 personas reciben la quimioterapia en los Estados Unidos cada año. La quimioterapia es un tratamiento de la droga que utiliza las substancias químicas para matar a las células en la carrocería. Las substancias químicas potentes utilizaron a menudo resultado en efectos secundarios duros.

El nuevo enfoque propuesto en este estudio -- histotripsy nanoparticle-mediada (NMH) -- es no invasor, que perfeccionaría la experiencia seria, dura de los pacientes de los efectos secundarios en métodos alternativos, tales como quimioterapia o cirugía. Histotripsy es una técnica que utiliza haces enfocados del ultrasonido para separarse -- o destruya -- las células cacerígenas. Esta técnica es el foco principal del laboratorio de Vlaisavljevich, el ultrasonido terapéutico y laboratorio no invasor de las terapias.

El foco principal en mi laboratorio está desarrollando histotripsy, un método no invasor de la ablación del tumor, que se ha utilizado recientemente en pacientes humanos para tratar el cáncer. Ha mostrado los resultados prometedores para el tratamiento no invasor de tumores sólidos. Nos excitan para desplegarnos en el potencial de histotripsy usando histotripsy nanoparticle-mediada de apuntar y de tratar los tumores rápido-que se extienden que no se podrían tratar con solamente una ablación local.”

Eli Vlaisavljevich, profesor adjunto de la ingeniería biomédica y mecánicos, tecnología de Virginia

Histotripsy es un término acuñado por los ingenieros para describir la tecnología que utiliza el método de formación de cavidades: el “histo” significa el “tejido,” y los medios “tripsy” “avería.” El ultrasonido de alta presión pulsa en histotripsy crea las nubes de la burbuja en el tumor, que se despliegan y se desploman rápidamente, para desintegrar las células apuntadas y el tejido. La creación de estas nubes de la burbuja se llama formación de cavidades.

En la investigación anterior de Vlaisavljevich sobre histotripsy en el contexto de tratar el cáncer, los resultados han indicado que histotripsy ofrece la alta precisión y la dirección en tiempo real de la proyección de imagen, que traduce a menos errores -- se determinan, se apuntan, y se destruyen las células cacerígenas. Este método ha mostrado la promesa importante para el tratamiento no invasor de tumores.

Sin embargo, histotripsy convencional todavía requiere la capacidad a la imagen los tumores antes del tratamiento. En cáncer de pecho metastático, los tumores pueden no determinados siempre y ser reflejados antes del tratamiento, especialmente para los pacientes con los últimos escenarios de la enfermedad.

Para explicar esto, los investigadores proponen dirigir nanocones acústico-activos -- estructuras cónicas -- eso reduce la presión requerida para aplicar histotripsy. Inyectando estos nanocones en la carrocería y functionalizing tales que sujetan selectivamente a las células cancerosas del pecho, esta aproximación permitirá histotripsy ser generada selectivamente solamente en las regiones que contienen las células cacerígenas. Los nanocones ayudarán a apuntar a las células cancerosas, destruyendo solamente el tejido cacerígeno.

“Hemos colaborado en otros proyectos con éxito,” dijo tímido. “Esto es una nueva aproximación, aunque, y somos realmente optimistas sobre los resultados. Nos excitan realmente para hacer esto.”

Después de dirigir los nanocones, los investigadores probarán la viabilidad in vitro de estas estructuras para apuntar y selectivamente quitar a las células cancerosas del pecho por ablación en un modelo tejido-dirigido desarrollado en el laboratorio de Munson, el laboratorio del cáncer de pecho 3D de la Onco-Ingeniería, antes de trasladarse conectado a los pequeños estudios animales en colaboración con el laboratorio de Allen, el laboratorio de Allen.

“Utilizamos la ingeniería del tejido 3D para intentar replegar in vivo un microambiente, o el microambiente del paciente,” Munson dijo. “Cuál es importante en estos modelos -- y porqué necesitamos el 3D -- es ver cómo el líquido se mueve a través de las células y de los tejidos. Con estos modelos, podemos imitar ese flujo flúido y ver cuál es probable ocurrir en la carrocería.”

El graduado y los estudiantes universitarios también participarán en este proyecto multidisciplinario, ganando conocimiento con manos con la conducción de vitro y in vivo prueba en modelos del cáncer de pecho. Estos modelos demostrarán el flujo flúido, el atascamiento selectivo, y la ablación de células cancerosas.

Se prevee que el proyecto conteste a las preguntas claves necesarias para demostrar la viabilidad de usar histotripsy nanoparticle-mediada para el tratamiento del cáncer de pecho metastático, ofreciendo un primer paso dominante hacia el revelado de este método para el uso en clínicas, y final como tratamiento contra el cáncer. Los investigadores también cuentan con que este método trabaje para los pacientes que no son candidatos al retiro quirúrgico de tumores cacerígenos.

“Si es acertada, mi esperanza es que este trabajo pondrá el asiento para una nueva terapia del cáncer para los pacientes con ambos temprano y enfermedad del último escenario,” Vlaisavljevich dijo. “Este método podía ser capaz importante de perfeccionar la asistencia estándar para los enfermos de cáncer aumentando nuestra especificidad de alcance y tratando los tumores demasiado pequeños para descubrir por proyección de imagen. Mientras que nuestro trabajo inicial se está centrando en usar histotripsy nanoparticle-mediada para el tratamiento del cáncer de pecho, nuestra meta a largo plazo es desarrollar esto como tecnología de la plataforma que pueda tratar otros cánceres agresivos tales como cerebro metastático y cánceres pancreáticos también.”