Hyperthermie (verhoging van de lichaamstemperatuur) wordt al eeuwenlang gebruikt om tumoren te bestrijden en de effecten ervan te verminderen. Het doel van het onderzoek van natuurkundige Eneko Garaio is hyperthermie maar met een ander systeem (magnetische nanodeeltjes) om de lichaamstemperatuur te verhogen. Deze nanodeeltjes absorberen energie uit magnetische velden en zetten deze om in warmte die wordt gebruikt om de temperatuur in tumoren te verhogen en te bestrijden. Een paper over dit onderwerp door Garaio en andere auteurs, gepubliceerd in 2014 in het tijdschrift Meetwetenschap en -technologie , heeft onlangs de Outstanding Paper Award ontvangen.

Terug in de jaren 90, werd ontdekt dat onder invloed van wisselende magnetische velden, magnetische nanodeeltjes absorbeerden een grote hoeveelheid energie. Uit die ontdekking kwam magnetische hyperthermie naar voren, een experimentele kankertherapie waarbij magnetische deeltjes die strategisch in tumoren zijn geplaatst, worden omgezet in een warmtebron. Nanodeeltjes zenden de energie die ze absorberen uit het wisselende magnetische veld uit als warmte, die extern op hen wordt toegepast, waardoor de temperatuur in de tumoren stijgt.

Volgens Garaio, dit systeem biedt verschillende voordelen:"Ten eerste, de gebruikte magnetische velden zijn niet schadelijk voor het lichaam. Met andere woorden, ze produceren geen warmte, dus ze tasten de gezonde delen van het lichaam niet aan. Ten tweede, nanodeeltjes kunnen omgeven zijn door liganden. De deeltjes zijn meestal ijzeroxide, terwijl het ligand bestaat uit een laag die wordt geproduceerd door middel van organische moleculen. Met dit systeem kunnen de nanodeeltjes aan de tumorcellen blijven plakken zonder de gezonde cellen aan te tasten".

Er zijn verschillende methoden om de temperatuur te verhogen, en hyperthermiebehandelingen worden geclassificeerd op basis van de gebruikte techniek. Bij radiofrequente hyperthermie, bijvoorbeeld, elektrische stromen geïnduceerd door elektromagnetische golven worden gebruikt om de temperatuur van tumoren te verhogen, met antennes die de warmte in de tumoren concentreren. Het plaatsen van deze antennes naast de tumoren gebeurt door middel van een operatie. Bij ultrasone hyperthermie, de verwarming gebeurt door middel van trillingen; bij laserhyperthermie, daarentegen, infraroodlaser wordt gebruikt om gouden of zilveren nanodeeltjes die naast de tumoren zijn geplaatst te exciteren om de tumorcellen te verwarmen.

hyperthermie, een oude techniek met nieuwe toepassingen

Volgens Garaio, het belangrijkste resultaat van zijn onderzoek is dit:"We hebben een tool gemaakt om de specifieke absorptiesnelheid van nanodeeltjes te meten; we hebben vervolgens verschillende modellen gebouwd om de specifieke absorptiesnelheid te berekenen en om erachter te komen hoe de vorm, materiaal en liganden van de nanodeeltjes veranderen". "we veroorzaakten necrose in de levers van drie muizen zonder enige schade aan de gezonde cellen van deze organen te veroorzaken, ’ merkte de onderzoeker op.

Artsen waren zich meer dan duizend jaar geleden bewust van de effectiviteit van warmte om tumoren te bestrijden, en ongeveer 200 jaar geleden veroorzaakten ze koorts bij hun patiënten zodat de hitte de tumoren zou bestrijden. "In principe, dat is wat hyperthermie is, "legde Garaio uit. "Maar de warmte mag niet zomaar in een deel van het lichaam en ook niet op een willekeurige manier worden toegediend. Het mag alleen op de tumoren worden aangebracht bij een temperatuur tussen 41 en 46 °C. Dat is het temperatuurbereik waarin magnetische hyperthermie het meest effectief is, ", zegt de auteur van het proefschrift.