Läkare har använt fokuserat ultraljud för att förstöra tumörer utan invasiv kirurgi under en tid. Dock, det terapeutiska ultraljudet som används på kliniker idag skadar både cancer och friska celler.

De flesta former av ultraljudsbaserade terapier använder antingen högintensiva strålar för att värma och förstöra celler eller speciella kontrastmedel som injiceras före ultraljud, som kan krossa närliggande celler. Värme kan skada både friska celler och cancerceller, och kontrastmedel fungerar bara för en minoritet av tumörer.

Forskare vid California Institute of Technology och City of Hope Beckman Research Institute har utvecklat ett ultraljudsmetod med låg intensitet som utnyttjar tumörcellernas unika fysiska och strukturella egenskaper för att rikta dem och ge en mer selektiv, säkrare alternativ. Genom att skala ner intensiteten och noggrant justera frekvensen för att matcha målcellerna, gruppen kunde bryta isär flera typer av cancerceller utan att skada friska blodkroppar.

Deras fynd, rapporterade i Tillämpad fysikbokstäver , är ett nytt steg på det framväxande området som kallas oncotripsy, utpekande och dödande av cancerceller baserat på deras fysiska egenskaper.

"Detta projekt visar att ultraljud kan användas för att rikta cancerceller baserat på deras mekaniska egenskaper, "sa David Mittelstein, huvudförfattare på tidningen. "Detta är ett spännande bevis på konceptet för en ny typ av cancerterapi som inte kräver att cancern har unika molekylära markörer eller för att placeras separat från friska celler för att bli riktad."

Ett gediget mekaniklabb på Caltech utvecklade först teorin om oncotripsy, baserat på tanken att celler är sårbara för ultraljud vid specifika frekvenser - som hur en utbildad sångare kan krossa ett vinglas genom att sjunga en specifik ton.

Caltech -teamet hittade vid vissa frekvenser, lågintensivt ultraljud fick cancercellernas cellulära skelett att brytas ner, medan närliggande friska celler var oskadade.

"Bara genom att justera stimuleringsfrekvensen, vi såg en dramatisk skillnad i hur cancer och friska celler reagerade, "Mittelstein sa." Det finns många frågor kvar att undersöka om den exakta mekanismen, men våra resultat är mycket uppmuntrande. "

Forskarna hoppas att deras arbete kommer att inspirera andra att utforska oncotripsy som en behandling som en dag kan användas tillsammans med kemoterapi, immunterapi, strålning och kirurgi. De planerar att få en bättre förståelse för vad som specifikt händer i en cell som påverkas av denna form av ultraljud.