Investigadores de Tel Aviv combinan ultrasonido y microburbujas para destruir tumores sin cirugía, con avances en modelos animales desde 2022.
Avance en tratamiento no invasivo contra el cáncer
En un avance médico significativo, investigadores de la Universidad de Tel Aviv desarrollaron una técnica que utiliza ultrasonido de baja frecuencia y nanoburbujas inyectadas en el torrente sanguíneo para destruir tumores cancerosos sin necesidad de cirugía invasiva. La tecnología, publicada en la revista Nanoscale en noviembre de 2022, demostró eficacia en modelos animales, particularmente en tumores de mama. Liderado por el estudiante doctoral Mike Bismuth y la doctora Tali Ilovitsh, el estudio marcó un hito al eliminar tumores con mínima toxicidad en tejidos sanos. La técnica aprovecha la capacidad de las nanoburbujas para concentrarse en el área del tumor y explotar al ser activadas por ultrasonido, lo que genera una destrucción mecánica precisa.
El método se basa en inyectar nanoburbujas en la sangre, las cuales se dirigen específicamente al tumor debido a su diseño. Cuando se aplica ultrasonido de baja frecuencia (250 kHz), las nanoburbujas se expanden y colapsan violentamente, creando poros en las membranas de las células cancerosas. Este proceso, conocido como sonoporación, permite la entrega de agentes terapéuticos, como genes inmunoterapéuticos, directamente al interior de las células tumorales. En experimentos con ratones, la técnica destruyó hasta el 80% de las células tumorales en una sola sesión, un resultado que Tali Ilovitsh calificó como “seguro y rentable”.
El equipo de Tel Aviv colaboró con el doctor Dov Hershkovitz del Departamento de Patología y la profesora Agata Exner de la Universidad Case Western Reserve en Cleveland. A diferencia de métodos previos que requerían inyectar microburbujas directamente en el tumor, esta innovación permite una administración sistémica, lo que reduce riesgos y amplía su aplicabilidad. Keren Primor Cohen, directora de Ramot, la empresa de transferencia tecnológica de la universidad, destacó que se solicitaron varias patentes para proteger la tecnología, la cual ya atrajo interés de empresas en Israel y el extranjero.
La investigación actual se centra en optimizar la técnica para su uso en humanos, con ensayos clínicos previstos en el futuro. Los resultados en modelos animales mostraron que las nanoburbujas, combinadas con ultrasonido, no solo destruyen el tumor objetivo, sino que también minimizan el daño a tejidos circundantes. Esto se logra gracias a la focalización precisa del ultrasonido, que activa las nanoburbujas únicamente en la zona deseada, evitando efectos secundarios comunes en quimioterapia o radioterapia.
Datos clave sobre la tecnología de nanoburbujas
- Desarrollada por la Universidad de Tel Aviv y publicada en Nanoscale en 2022.
- Utiliza nanoburbujas inyectadas en la sangre, activadas por ultrasonido de 250 kHz.
- Destruyó el 80% de células tumorales en modelos de cáncer de mama en ratones.
- Patentes solicitadas por Ramot, con interés de empresas internacionales.
- Potencial para tratar tumores profundos, como los cerebrales, al abrir la barrera hematoencefálica.
Origen y evolución de la técnica
La tecnología tiene sus raíces en investigaciones previas de Tali Ilovitsh durante su posdoctorado en el laboratorio de la profesora Katherine Ferrara en la Universidad de Stanford. En 2020, Ilovitsh publicó un estudio en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) que describía el uso de microburbujas inyectadas directamente en tumores, combinadas con ultrasonido, para destruir células cancerosas. Este trabajo inicial logró eliminar el 80% de las células tumorales en modelos de ratones, pero requería inyecciones locales, lo que limitaba su aplicabilidad a tumores accesibles. Para superar esta restricción, el equipo de Tel Aviv desarrolló las nanoburbujas, que pueden administrarse por vía intravenosa y viajar a través del torrente sanguíneo hasta el tumor.
En el estudio de 2020, las microburbujas se diseñaron para adherirse a las membranas de las células tumorales. Al activarse con ultrasonido, explotaban, creando agujeros que permitían la entrada de un gen inmunoterapéutico. Este gen actuaba como un “caballo de Troya”, induciendo una respuesta inmune que atacaba las células cancerosas restantes. En ratones con tumores en ambos lados del cuerpo, el tratamiento en un solo tumor desencadenó una respuesta inmune que redujo el crecimiento de tumores distantes, un fenómeno que Ilovitsh describió como “sorprendentemente efectivo”.
El avance de 2022 mejoró esta técnica al reemplazar las microburbujas por nanoburbujas, que son más pequeñas y estables en el torrente sanguíneo. Esto permitió una administración no invasiva, eliminando la necesidad de inyecciones directas en el tumor. Además, el uso de ultrasonido de baja frecuencia aumentó la profundidad de penetración, lo que hace que la técnica sea viable para tumores ubicados en áreas difíciles, como el cerebro. Ilovitsh señaló que las nanoburbujas pueden abrir temporalmente la barrera hematoencefálica, lo que podría facilitar el tratamiento de enfermedades como el cáncer cerebral, Alzheimer o Parkinson.
La evolución de esta tecnología refleja el enfoque innovador de Israel en la investigación médica. La Universidad de Tel Aviv, reconocida por su cultura emprendedora, ocupa el noveno lugar mundial en la producción de fundadores de empresas unicornio, superando a varias universidades de la Ivy League. Este entorno fomenta avances como el de las nanoburbujas, que combinan ingeniería biomédica con aplicaciones clínicas prácticas.
Contexto global y aplicaciones futuras
El uso de ultrasonido y microburbujas en la oncología no es exclusivo de Israel, pero los avances de Tel Aviv destacan por su enfoque no invasivo. Estudios internacionales, como uno publicado en 2018 en el Chinese Journal of Cancer Research, exploraron la combinación de ultrasonido y microburbujas para mejorar la sensibilidad de tumores digestivos a la quimioterapia. En ese estudio, 12 pacientes con metástasis hepáticas recibieron ultrasonido tras la administración de microburbujas, lo que mejoró la eficacia de la quimioterapia sin efectos adversos graves. Sin embargo, este enfoque aún requería inyecciones locales y no alcanzaba la precisión de la técnica de Tel Aviv.
Otros países, como Francia y Estados Unidos, investigan aplicaciones similares. La empresa francesa CarThera desarrolla dispositivos de ultrasonido para abrir la barrera hematoencefálica en pacientes con glioblastoma, mientras que científicos de la Universidad de Virginia exploran técnicas para tratar cánceres cerebrales. Sin embargo, el método de Tel Aviv se distingue por su uso de nanoburbujas y su capacidad para tratar tumores profundos sin cirugía, lo que lo posiciona como un candidato prometedor para aplicaciones clínicas.
En el contexto de Israel, esta investigación refuerza la reputación del país como líder en innovación médica. Empresas como IceCure Medical, con sede en Cesarea, han desarrollado tecnologías complementarias, como la crioablación para congelar tumores de mama y riñón. Estas innovaciones, junto con los avances de Tel Aviv, destacan el papel de Israel en la lucha global contra el cáncer. El gobierno de Israel, a través de organismos como la Israel Science Foundation, financia proyectos como el de Ilovitsh, que recibió una subvención en 2021 para combinar efectos mecánicos y térmicos en el tratamiento de metástasis.
La técnica de nanoburbujas y ultrasonido aún enfrenta desafíos antes de su aplicación en humanos. Los investigadores planean realizar estudios clínicos para evaluar su seguridad y eficacia en pacientes. Además, se exploran aplicaciones en otros tipos de cáncer, como el de próstata y ovario, donde estudios previos demostraron el potencial de las microburbujas para alterar el microambiente tumoral. La capacidad de esta tecnología para tratar tumores inaccesibles y reducir los efectos secundarios de los tratamientos convencionales la convierte en una esperanza para millones de pacientes en todo el mundo.