Investigadores de Tel Aviv combinan ultrasonido y microburbujas para destruir tumores sin cirugía, logrando avances en modelos animales para tratar cánceres complejos.
Avance israelí en tratamiento no invasivo contra el cáncer
Investigadores de la Universidad de Tel Aviv han desarrollado una técnica que combina ultrasonido y microburbujas para destruir tumores cancerosos sin necesidad de cirugía invasiva. Publicada en 2022 en la revista Nanoscale, la investigación liderada por el estudiante doctoral Mike Bismuth y la doctora Tali Ilovitsh del Departamento de Ingeniería Biomédica demuestra que la inyección de nanoburbujas en el torrente sanguíneo, seguida de ultrasonido de baja frecuencia, elimina tumores en modelos animales con mínima toxicidad en tejidos circundantes. Este método, probado en ratones con cáncer de mama, ofrece una alternativa a tratamientos invasivos como la resección quirúrgica o la quimioterapia.
El proceso utiliza nanoburbujas, partículas más pequeñas que las microburbujas tradicionales, que se acumulan selectivamente en el área del tumor tras ser inyectadas en la sangre. Al aplicar ultrasonido de baja frecuencia (250 kHz), estas nanoburbujas se expanden y estallan, causando una destrucción mecánica del tumor. Ilovitsh explica: “La combinación de nanoburbujas y ultrasonido de baja frecuencia permite un ataque más específico al tumor y reduce los efectos fuera del objetivo”. En experimentos, esta técnica logró una eliminación significativa de células cancerosas, minimizando el daño a tejidos sanos.
La investigación, iniciada durante el posdoctorado de Ilovitsh en el laboratorio de la profesora Katherine Ferrara en Stanford University, ha evolucionado desde el uso de microburbujas inyectadas directamente en tumores hacia nanoburbujas administradas por vía intravenosa. Este avance, publicado en 2020 en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), mostró que las microburbujas, al estallar, destruían hasta el 80% de las células tumorales en ratones. Para eliminar el 20% restante, los investigadores combinaron las microburbujas con un gen inmunoterapéutico que actúa como “caballo de Troya”, induciendo al sistema inmunitario a atacar las células cancerosas sobrevivientes.
El método destaca por su capacidad para tratar tumores profundos o de difícil acceso, como los cerebrales, al abrir temporalmente la barrera hematoencefálica. Ilovitsh señala: “Las microburbujas pueden abrir la barrera hematoencefálica, permitiendo que los tratamientos lleguen al área objetivo sin intervención quirúrgica invasiva”. Este enfoque tiene aplicaciones potenciales en enfermedades neurodegenerativas como Alzheimer y Parkinson, además de cánceres agresivos como el glioblastoma.
Datos clave sobre la técnica de ultrasonido y microburbujas
- Eficiencia: Destruye hasta el 80% de las células tumorales en modelos animales con una sola aplicación.
- No invasivo: Evita cirugías al usar nanoburbujas inyectadas en la sangre y ultrasonido de baja frecuencia.
- Aplicaciones: Evaluado para cáncer de mama, con potencial para tumores cerebrales y enfermedades neurodegenerativas.
- Publicaciones: Resultados en Nanoscale (2022) y PNAS (2020), con patentes solicitadas por Ramot.
- Colaboración: Investigación conjunta con Stanford University y Case Western Reserve University.
Progresos y aplicaciones futuras de la tecnología
La evolución de esta técnica comenzó con experimentos que inyectaban microburbujas directamente en tumores, logrando resultados prometedores en ratones. En 2016, un equipo internacional que incluía a científicos de la Universidad Tecnológica de Nanyang y la Universidad de Tel Aviv demostró que microburbujas magnéticas, guiadas por imanes y activadas por ultrasonido, podían administrar fármacos profundamente en tumores. Este estudio, publicado en NPG Asia Materials, sentó las bases para el uso de ultrasonido como un método preciso y no invasivo de entrega de medicamentos.
El avance de 2022 introdujo nanoburbujas, que mejoran la especificidad del tratamiento al reducir la presión necesaria para activar las explosiones. Esto permite tratar tumores más grandes y profundos con menor riesgo de dañar tejidos sanos. La empresa de transferencia tecnológica de la Universidad de Tel Aviv, Ramot, ha solicitado varias patentes para proteger esta tecnología. Keren Primor Cohen, CEO de Ramot, afirma: “Creemos en el potencial comercial de esta tecnología innovadora para el tratamiento del cáncer y estamos en contacto con empresas líderes en Israel y el extranjero”.
Los ensayos clínicos en humanos aún no han comenzado, pero los resultados en modelos animales son alentadores. En un estudio de 2020, el tratamiento no solo redujo tumores en el lado tratado de los ratones, sino que también activó una respuesta inmunitaria que atacó tumores distantes en el lado opuesto del cuerpo. Ferrara destaca: “Este tratamiento se puede administrar repetidamente sin toxicidad sistémica, lo que lo hace ideal para aplicaciones clínicas”.
La técnica también se ha explorado en otros contextos. Un estudio clínico en China, publicado en 2018, utilizó ultrasonido y microburbujas para mejorar la sensibilidad quimioterapéutica en tumores hepáticos inoperables, reduciendo los niveles de marcadores tumorales. Otro ensayo en pacientes con cáncer de pÁNcreas mostró que la combinación de ultrasonido, microburbujas y gemcitabina disminuyó el tamaño del tumor, mejorando la calidad de vida de los pacientes.
Contexto global de la investigación en ultrasonido
El uso de ultrasonido en medicina no es nuevo. Desde su aplicación en imágenes diagnósticas hasta terapias focalizadas, esta tecnología ha demostrado ser segura y rentable. Sin embargo, la combinación con microburbujas representa un salto cualitativo. En 2013, una revisión en PMC destacó que las microburbujas, al interactuar con ultrasonido, pueden liberar fármacos encapsulados en el sitio del tumor, reduciendo los efectos secundarios de la quimioterapia. Esta capacidad de focalización precisa distingue al método de tratamientos convencionales.
Otros países también investigan aplicaciones similares. En Francia, la empresa CarThera desarrolla dispositivos de ultrasonido para abrir la barrera hematoencefálica en pacientes con glioblastoma, mientras que en la Universidad de Virginia se explora su uso para tratar tumores cerebrales. Sin embargo, el enfoque de Tel Aviv destaca por su uso de nanoburbujas intravenosas, que no requieren inyecciones locales en el tumor, lo que amplía su aplicabilidad clínica.
La investigación israelí se beneficia del ecosistema innovador del país. Tel Aviv University, clasificada novena en el mundo por producir fundadores de empresas unicornio, fomenta un entorno donde la ciencia y la emprendimiento convergen. Este contexto ha permitido que proyectos como el de Ilovitsh avancen rápidamente desde laboratorios hasta posibles aplicaciones comerciales.
El impacto económico también es significativo. La tecnología de nanoburbujas podría reducir los costos asociados con cirugías y tratamientos prolongados, al tiempo que mejora los resultados para los pacientes. Mientras los ensayos clínicos avanzan, la comunidad científica global observa con interés los desarrollos en Israel, un líder en innovación médica que continúa marcando el rumbo en la lucha contra el cáncer.
