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Des chercheurs de l’Université de Tel-Aviv parviennent à détruire des cellules cancéreuses grâce à un traitement par ultrasons

Une équipe de recherche internationale dirigée par le Dr. Tali Ilovitsh du Département de génie biomédical de l’Université de Tel-Aviv a développé une plateforme technologique non invasive révolutionnaire, combinant l’application d’ultrasons et de microbulles ciblant les tumeurs, pour délivrer des traitements génétiques dans les cellules cancéreuses du sein. Une fois les ultrasons activés, les microbulles se fixent aux cellules cancéreuses et explosent comme des missiles intelligents et ciblés, créant des trous dans la membrane cellulaire et permettant ainsi la délivrance du médicament. Testée en laboratoire, la méthode est parvenue à détruire 80% des cellules tumorales.

biomedical 580 15L’étude, menée pendant deux ans, a été récemment publiée dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Le Dr. Ilovitsh a développé cette technologie révolutionnaire au cours de ses recherches postdoctorales au laboratoire du Prof. Katherine Ferrara à l'Université de Stanford. La technique utilise des ultrasons à basse fréquence (250 kHz) pour faire exploser des bulles microscopiques ciblées sur les tumeurs.

Détruire la totalité des cellules cancéreuses

« Les microbulles sont des bulles microscopiques remplies de gaz, dont le diamètre équivaut au dixième de celui d'un vaisseau sanguin », explique le Dr. Ilovitsh. « Exposées à des ondes sonores à certaines fréquences et pressions, elles agissent comme des ballons, se dilatant et se contractant alternativement. Ce processus augmente le transfert des substances des vaisseaux sanguins vers les tissus environnants. Nous avons découvert qu'à certaines fréquences, les microbulles peuvent se dilater considérablement, jusqu'à exploser violemment. Nous avons alors réalisé que cette découverte pouvait être utilisée comme plate-forme pour le traitement du cancer, et avons commencé à injecter des microbulles directement dans les tumeurs in vitro ».

Tali IlovitshPour tester cette hypothèse in vivo, le Dr. Ilovitsh et son équipe ont utilisé des microbulles qui s’étaient liées aux membranes des cellules tumorales au moment de l'explosion, et les ont injectées directement dans des tumeurs de souris. « Environ 80% des cellules tumorales ont été détruites dans l'explosion, ce qui était positif en soi », explique le Dr. Ilovitsh. « Le traitement ciblé par microbulles, qui est sûr et rentable, a donc réussi à détruire la majeure partie de la tumeur. Cependant, ce n'est pas suffisant. Pour empêcher les cellules cancéreuses restantes de se propager, nous devions les détruire toutes. C'est pourquoi nous avons injecté avec les microbulles un gène immunothérapique, qui a agit comme un cheval de Troie, en signalant au système immunitaire d'attaquer la cellule cancéreuse ».

Les tumeurs cérébrales aussi

L’effet du gène est de renforcer le système immunitaire. Cependant, à lui seul il n’est pas capable de pénétrer dans la tumeur, c’est pourquoi il a été co-injecté avec les microbulles. Des pores se sont formés dans la membrane des quelque 20% des cellules cancéreuses ayant survécu à l'explosion initiale, permettant l'entrée du gène dans les cellules, et le déclenchement de la réaction immunitaire qui a détruit la tumeur : « La majorité des cellules cancéreuses ont été détruites par l'explosion, et les cellules restantes ont ‘consommé’ le gène immunothérapique à travers les trous qui se sont créés dans leurs membranes. Le gène a fait produire aux cellules une substance qui a déclenché l’attaque de la cellule cancéreuse par le système immunitaire. En plus, le traitement, qui n’a été effectué que d’un seul côté du corps, a également déclenché le système immunitaire de l’autre côté », conclut la chercheuse.

ultrasound 225x225Dans un proche avenir, les chercheurs ont l'intention d'expérimenter cette technologie comme traitement non invasif des maladies liées au cerveau telles que les tumeurs cérébrales et autres pathologies neurodégénératives comme l'Alzheimer et le Parkinson. « Dans le cas de ces maladies, la barrière hémato-encéphalique empêche les médicaments de pénétrer dans le cerveau. Les microbulles pourront y créer une brèche temporaire, permettant l'entrée du traitement dans la zone ciblée sans avoir besoin d'une intervention chirurgicale invasive », explique-t-elle.

 

 

Photo 1 : crédit TAU Engineering

Photo 2: Dr. Tali Ilovitsh (crédit Université de Tel-Aviv)

Photo 3: crédit AFTAU.

 

 

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